DE3601040C2

DE3601040C2 -

Info

Publication number: DE3601040C2
Application number: DE19863601040
Authority: DE
Inventors: Ernst 8000 Muenchen De Blenninger; Richard 8019 Glonn De Haselbeck
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1988-02-25
Also published as: DE3601040A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von polarisations selektiven Strukturen auf die Oberfläche eines Reflektors einer Richtan tenne.

In der hochfrequenten Sende- und Empfangstechnik ist es seit langem üb lich, Reflektoren für Antennen mit stark gebündeltem Strahlengang aus Metall herzustellen. Weiterhin ist es bekannt, für die Reflektoren Fa serverbundwerkstoffe, bestehend aus in Epoxid- oder Polyimidharzen ein gebetteten Fasern, wie Glasfasern, Kevlar oder Kohlenstoffasern, zu ver wenden, die mit einem Metallfilm beschichtet werden oder deren Fasern metallisiert sind.

Die Weiterentwicklung in der Sende- und Empfangstechnik hat zu einer Mehrfachnutzung der einzelnen Frequenzen mittels zueinander senkrecht polarisierter Wellen geführt. Aus der US-PS 40 01 836 ist ein für eine Polarisationsrichtung selektiv wirkender Parabol-Reflektor bekannt, der eine reflektierende Oberfläche mit Streifenstruktur aufweist. Diese Streifen werden in einem aufwendigen Prozeß zunächst mittels eines fo tografischen Ätzverfahrens aus einer metallbeschichteten Folie geschnit ten und dann in die Reflektorschale eingeklebt. Abgesehen davon, daß komplizierte Strukturen wie Dipolmuster mit diesem Verfahren nur sehr schwer realisiert werden können, ist es außerdem ungewiß, ob die beim Einsatz derartiger Reflektoren auftretenden großen Temperaturschwankun gen nicht zu Deformationen der Struktur durch die auftretenden Scher spannungen führen.

Weiterhin ist aus der Literatur (IEEE Transactions on Antennas and Pro pagation, Vol. AP-27, No. 4, July 1979, S. 466-473 und aus Rudge, A. W. et al: "The Handbook of Antenna Design", Vol. 1, Peter Peregrinus Ltd., 1982, S. 184, 185) ein Herstellungsverfahren für Resonatorstrukturen bekannt, bei dem auf photo chemischem Weg Resonatorstrukturen auf einer Trägerfolie erzeugt werden und die fertige Trägerfolie anschließend in den parabolisch gewölbten Reflektor eingeklebt wird. Abgesehen davon, daß eine derart erzeugte Re sonatorstruktur bauartbedingt eine erhebliche Dicke aufweist, ergibt sich wiederum der große Nachteil, daß beim Übertragen und Aufkleben der Trägerfolie erhebliche Ungenauigkeiten entstehen, die verfahrensbedingt nicht vermeidbar sind.

Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen von polarisationsselektiven Strukturen auf einen Reflektor anzugeben, welches einerseits ein einfaches und hochgenaues Aufbringen der Strukturen auf die Reflektoroberfläche ermöglicht und andererseits thermische Spannungen zwischen dem Trägermaterial und der Struktur weit gehend vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschriebenen Verfahrensschritte gelöst. Aus den Unter ansprüchen ergeben sich vorteilhafte Varianten des Verfahrens.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen vorbereiteten Reflektor mit geschnit tenem Strukturmuster;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten Reflektor.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen bereits mit einem Maskierungslack 3 beschichteten Reflektor 1, bei dem diejenigen Stellen, an denen die Struktur entstehen soll, bereits entfernt wurden.

Derartige Reflektoren werden beispielsweise bei Nachrichtensatelliten eingesetzt. Hierfür werden doppelschalige, hintereinander angeordnete Reflektoren benötigt, die bestimmte Metallmuster - wie Streifen oder Dipole - mit einer typischen Breite von etwa 0,5 mm und einer Teilung von etwa 2 mm bei einer Toleranz in der Größenordnung von 0,05 mm auf weisen müssen. Weiterhin bestehen für derartige Reflektoren die Forde rungen nach geringer Masse und hoher thermischer Stabilität. Gerade bei starken Temperaturschwankungen erzeugen dicke Metallstreifen, die auf einem Faserverbundwerkstoff - wie zum Beispiel Epoxidharz mit Kevlar-, Kohlenstoffaser- oder Glasfasereinlage - aufgebracht sind, erhebliche Scherspannungen, die die Reflektorgeometrie erheblich verformen oder den Reflektor gar zerstören können.

Nachfolgend wird ein Verarbeitungsbeispiel gemäß dem beanspruchten Ver fahren beschrieben, welches die oben genannten Nachteile weitgehend ver meidet. Zur Vorbereitung des Beschichtungsverfahrens wird die Reflektor schale nach dem Entfetten zunächst durch Glimmen gereinigt. Dies bedeu tet, daß die Oberfläche des Reflektors nach dem Prinzip der Ionenreini gung flammenlos abgebrannt wird, indem beispielsweise eine Kathode unter Beaufschlagung mit Hochspannung über die Reflektorschale geführt wird. Dann wird die Oberfläche des Reflektors gegebenenfalls mit einer etwa 150 nm starken SiO₂-Schicht 7 vakummbedampft, um eine ebene Fläche zu erzielen. Darauf wird ein dünner Film (ca. 30 µm) eines Maskierungs lackes 3 aufgetragen. Dieser Film 3 wird nun entlang der Umfangslinien 4 der gewünschten polarisationsselektiven Struktur 5 - beispielsweise mit einer CNC-Werkzeugmaschine - geschnitten. Diejenigen Felder 8 des Mas kierungslackes 3, die anschließend mit Metall bedampft werden sollen, werden nun abgezogen. Gegebenenfalls wird die Reflektorschale nach die sem Schritt mit Hilfe eines bekannten Reinigungsverfahrens gereinigt. Dann wird der Reflektor in der Vakuumkammer mit Aluminium 5 mit einer Schichtstärke von etwa 200 bis 300 nm bedampft. Über die Aluminium schicht wird eine Schutzschicht aus Siliziumdioxid mit einer Schicht stärke von etwa 150 nm aufgedampft, bevor die noch verbliebenen Teile des Maskierungslackes 3 entfernt werden. Dies ist problemlos möglich, da der Maskierungslack etwa die 50 . . . 100fache Dicke gegenüber den aufge dampften Schichten aufweist. Deshalb reißen die aufgedampften Schichten an den Schnittkanten des Lackfilmes leicht auf. Nach dem abschließenden nochmaligen Bedampfen mit einer etwa 150 nm starken Siliziumdioxid schicht als Schutzfilm und UV-Schutzschicht ist der endgültige Schicht aufbau, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, erreicht.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren für polarisationsselektive Reflektoren besteht darin, daß auf einfache Weise eine hochgenaue und aufgrund ihrer geringen Dicke gleichzeitig auch thermisch stabile und leichte Struktur von Streifen oder Dipolen auf die Oberflächen der Reflektoren aufgebracht werden kann. Besonders die Ver zerrungen, die beim Übertragen von auf Trägerfolien aufgebrachten Struk turen auf Reflektoroberflächen zwangsläufig entstehen, können vollstän dig vermieden werden.

Claims

1. Verfahren zum Aufbringen von polarisationsselektiven Strukturen auf die Oberfläche eines Reflektors einer Richtantenne, gekenn zeichnet durch folgende Verarbeitungsschritte:

a) Auftragen eines Maskierungslackes (3) auf die gereinigte Oberfläche (2) des Reflektors (1);
b) Schneiden des Lackfilmes (3) entlang der Umfangslinien (4) der po larisationsselektiven Strukturen;
c) Entfernen der ausgeschnittenen Strukturformen (8);
d) Vakuumbedampfen der Oberfläche (2) mit einem Metall;
e) Vakuumbedampfen der Oberfläche (2) mit Siliziumdioxid;
f) Entfernen des restlichen Maskierungslackes zusammen mit der darauf haftenden, wesentlich dünneren Metall- und Siliziumdioxidschicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Oberfläche (2) des Reflektors (1) vor dem Auftragen des Maskierungslackes (3) mit Siliziumdioxid vakuumbedampft wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Oberfläche ( 2) des Reflektors (1) nach dem Entfernen des restlichen Maskierungslackes mit Siliziumdioxid vakuumbe dampft wird.