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Die
Erfindung betrifft einen für den Schutz einer Ultrahochfrequenzantenne
ausgebildetes Radom. Das Radom nach der Erfindung ist von der Bauart,
die eine Schicht eines dielektrischen Materials in Zuordnung zu
einem metallischen Anpassungs- oder Adaptierungsgitter verwendet.
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In
der
französischen Patentanmeldung
Nr. 84 03138 vom 29. Februar 1984 (gleiche Anmelderin),
veröffentlicht unter der Nummer 2 560 444, ist bereits
ein angepaßtes Radom dieses Typs beschrieben. Kurz umfaßt
dieses Radom eine Schicht aus einem dielektrischen Material von
geforderter Qualität und Dicke, um den mechanischen erwünschten Schutz
der Antenne sicherzustellen, wobei diese Schicht dielektrischen
Materials verschiedenen Gittern oder Netzen aus Drähten
zugeordnet ist, die im Dielektrikum eingebettet oder auf dieses
plattiert oder kaschiert sind, wobei diese Netze und Gitter derart
berechnet sind, daß deren induktiver Effekt den kapazitiven
Effekt des dielektrischen Materials für die Benutzungsfrequenzen
der Antenne kompensiert, wobei das Radom so "transparent" für
die ausgesandten und von der Antenne empfangenen elektromagnetischen
Wellen wird. Insbesondere bestehen die Netze aus metallischen Gittern
aus regelmäßigen untereinander identischen Maschen,
die im allgemeinen quadratisch oder rechteckig, gegebenenfalls hexagonal,
kreisförmig, kreuzförmig etc. sind.
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Die
Geometrie solcher Netze aus metallischen Gittern mit regelmäßigen
Maschen kann aber nur für das Abdecken planer Flächen
zweckmäßig sein. Sobald die Fläche gekrümmt
ist und insbesondere, wenn sie nicht abwickelbar ist, können
diese Lösungen nicht völlig zufriedenstellen,
da es nicht möglich wird, die Oberfläche des Radoms
ohne erhebliche lokale Diskontinuitäten der Netze zu überziehen
oder abzudecken, welche Verzerrungen in der Transmission mit sich
bringen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden
und es zu ermöglichen, ein angepaßtes oder adaptiertes
Radom unabhängig von der Krümmung des Radoms und
der Natur der Oberfläche, die gegebenenfalls abwickelbar
sein kann, zu schaffen.
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Das
für den Schutz einer Ultrahochfrequenzantenne adaptierte
oder angepaßte Radom, wobei dieses eine Schicht eines dielektrischen
Materials in Zuordnung zu einem metallischen Adaptierungs- oder
Anpassungsgitter verwendet, zeichnet sich erfindungsgemäß hierzu
dadurch aus, daß die Maschen des metallischen Gitters Abmessungen,
Formen, eine Ausbildung und/oder einen Aufbau haben, die von einem
Ort der Oberfläche des Radoms zum anderen variieren, derart,
daß einerseits sie der Krümmung und der örtlichen
Anbringung des Radoms angepaßt sind und andererseits in
Kombination mit dem Rest der Radomkonstruktion eine im wesentlichen
konstante "Transparenz" an allen Punkten des Radoms für
die betrachteten Arbeitswellenlängen haben.
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Hierzu
erkennt man, daß, verwendet man nicht mehr, wie nach dem
Stand der Technik, Netze mit regelmäßigen Maschen
dagegen vielmehr Netze mit progressiven bzw. zunehmend variablen
Maschen, indem man beispielsweise eine sehr geringe Modifikation
der Geometrie der Masche zuläßt, bei der es sich
dann nicht mehr beispielsweise um eine quadratische Masche sondern
um eine quasi-quadratische oder pseudo-quadratische Masche handelt,
so kann man, indem man kontinuierlich weiter die gewünschte
elektromagnetische Anpassung oder Adaptierung erhält, eine
totale Überdeckung der gekrümmten Oberfläche
des Radoms erhalten, ohne an irgend einer Stelle des Radoms eine
beachtliche Verformungen erzeugende Diskontinuität einbringt.
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Eine
beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit
bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert
werden. In den Zeichnungen zeigt
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1 schematisch
eine Gesamtansicht eines im wesentlichen kugelförmigen
Radoms, das auf einen zylindrischen Träger montiert ist,
wobei das Radom mit einem Netz progressiver variabler Maschen nach
der Erfindung ausgestattet ist,
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2 in
größerer Darstellung die in 1 mit II bezeichnete
Einzelheit und
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3 in
noch größerer Darstellung eine Masche des Netzes
oder Gitters der 2.
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In 1 insbesondere
ist ein Radom im wesentlichen kugelförmiger Gestalt, allgemein
mit 1 bezeichnet, dargestellt, das auf einem zylindrischen Träger 2 angeordnet
ist. Wie schematisch in 1 gezeigt, ist die Oberfläche
des Radoms in mehrere aneinander angrenzende Abschnitte, Bände
oder Zonen zerlegt. So erkennt man beispielsweise:
- – eine Kalotte 3, die gebildet ist aus der
Zone zwischen der "Spitze" oder dem Kopf 4 und einer mit 5 bezeichneten
Parallelen,
- – unterhalb der Kalotte 3 vier Zonen gleicher Wichtigkeit
oder Größe, von denen drei mit den Bezugszeichen 6, 7 und 8 sichtbar
sind und zwischen der mit 5 bezeichneten Parallelen und
der mit 9 bezeichneten Parallelen liegen und wobei Teile
von vier Meridianen, von denen zwei bei 10, 11 sichtbar
sind, das Band zwischen den beiden Parallelen 5 und 9 in
vier gleiche Bänder mit dem gleichen Winkel zur Mitte unterteilen,
- – unterhalb dieses Bereiches, zwischen den mit 9 und 12 bezeichneten
Parallelen, acht Bänder oder Zonen, von denen fünf
sichtbar und mit 13 bis 17 bezeichnet sind, die
aneinander anstoßen und voneinander durch Meridianteile,
wie die mit 18 bis 21 bezeichneten, getrennt sind,
- – schließlich unter diesem Bereich, unterhalb
der Parallelen 12 vier Zonen, von denen drei sichtbar mit 22 bis 24 bezeichnet
sind und zwischen der Parallelen 12 und der Parallelen 25,
die die Verbindung zum Träger 2 herstellt, vorhanden
und voneinander durch vier äquidistante Meridiane getrennt
sind, von denen zwei in der Fig. sichtbare mit 26, 27 bezeichnet
sind.
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Erfindungsgemäß kann
jedes der Bänder oder Zonen, die so auf dem Radom vorgesehen
sind, von einem fast regelmäßigen Gitternetz von
Maschen von einer Geometrie bedeckt sein, die sehr gering und progressiv
variabel sind. Um im übrigen diese Zerlegung zu erleichtern,
kann jede Zone selbst in Unterzonen unterteilt sein.
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So
kann beispielsweise der Bereich wie 6, der zwischen den
Meridianen 10 und 11 und zwischen den Parallelen 5 und 9 sich
befindet, unterteilt sein im dargestellten Beispiel in drei Unterbereiche, die
mit 6a, 6b, 6c bezeichnet sind. Aus Klarheitsgründen
ist der Bereich 6a in größerem Maßstab
in 2 gezeigt, wobei eine Anzahl von Maschen wahlweise für
die Bedürfnisse der Darstellung mit neun mal fünf Maschen
(9 × 5) gewählt wurde. Um diesen Bereich der Kugel
völlig abzudecken, sind die Maschen fast quadratisch oder
pseudo-quadratische Maschen, die geringfügig trapezförmig
gekrümmt sind. Im Band 6a, geht man längs
eines Meridians nach unten, so nehmen die Grundseiten der Maschen
allmählich von e, e + ε1,
... bis e + ε5 zu. Die Höhe oder die Seite der Maschen
verbleibt dagegen konstant gleich h.
Für das Band 6b, das neben dem Band 6a liegt,
findet man längs der gemeinsamen Begrenzungslinie 30 die
Maschen der Breite e; es sind aber zehn Maschen im Band 6b anstelle
nur neun im Band 6a vorhanden.
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In
der gleichen Weise findet man im Band 6c elf Maschen auf
fünf Maschen (11 × 5). Diese geometrische progressive
Variation in jedem Band ermöglicht es, die Kugelfläche
des Radoms völlig abzudecken, indem Maschen beibehalten
werden, deren Geometrie sich sehr wenig von einer Masche zur nächsten
verändert, indem man so jede Diskontinuität in
der Überdeckung vermeidet. Selbstverständlich ist
die Natur, der Aufbau sowie die Abmessungen der Masche berechnet
entsprechend bekannten Verfahren. Man kann selbst experimentell,
um die gewünschte Adaptierung oder Anpassung als Funktion des
Restes des Radoms zu erhalten, im wesentlichen die Dicke und die
Art des ihn bildenden dielektrischen Materials erhalten. Die Abmessung
der Maschen werden natürlich so gewählt, daß eine
ganze Zahl dieser Maschen die Überdeckung der Zone oder des
Bandes, zu der sie gehören, sicherstellt. Für
ein Band wie beispielsweise 6a wird die Breite e derart gewählt,
daß dann, wenn mit L die Länge der Parallelen 5 bezeichnet
wird, man im gewählten Beispiel eine Unterteilung durch
vier Meridiane erhält: L = 4 × n × e,wobei e die
Breite der Masche und n die
Anzahl der Maschen (dargestellt als n gleich 9 in 2)
ist.
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In
gleicher Weise wird die Höhe h derart
gewählt, daß sie ein Untervielfaches der Länge
des Meridians ist, längs dessen sie gerichtet ist. Im dargestellten
Beispiel hat man also angenommen, wenn H die Länge des
Teils des Meridians 10 ist, daß H = 5 × 3 × h.
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Um
die Kalotte 3 zu überdecken, hat man im dargestellten
Beispiel den Vorteil wie durch 1 nahegelegt,
die Kalotte durch äquidistante Parallele zu unterteilen
und in jede dieser Parallelen kreisförmige Maschen einzubeschreiben,
deren Konstitution derart gewählt wird, daß der
induktive Effekt dieser Maschen der gleiche ist wie der der trapezförmigen
Maschen, welche für die benachbarten Bänder 6 verwendet
wurden.
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Unmittelbar
erkennt man, daß ein solches Konstruktionsverfahren einfach
zu verwirklichen ist, da der induktive Effekt unmittelbar ausgehend
von Abmessungen und Formen der Maschen und deren Konstitution bzw.
Aufbau bestimmt wird: dickerer oder weniger dickerer Faden bzw.
Draht beispielsweise.
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In
Praxis kann man wie folgt vorgehen.
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Berechnungen
oder Vorversuche ermöglichen es, nicht nur die geometrischen
Parameter des planen Gitters mit quadratischen Maschen, die theoretisch
optimal sind, sondern auch mögliche Veränderungen
dieser geometrischen Parameter um Nennwerte, zu optimieren, ohne
daß die radio-eletrischen Charakteristiken des so angepaßten
Radoms zulässige Grenzen unterschreiten. Anders ausgedrückt:
diese Berechnungen oder Versuche ermöglichen es, akzeptable
Grenzen hinsichtlich Verformbarkeit des gekrümmten Trapezes
einer Masche wie in 3 dargestellt zu bestimmen,
mit einer kleinen Basis e,
einer großen Basis e + ε1 sowie zwei Seiten h.
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Schließlich
teilt man die Oberfläche des Radoms in Elementarbänder,
die leicht handhabbar sind, wie beispielsweise die, wie sie in 1 dargestellt
sind.
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Diese
so definierten Bänder nehmen eine ganze Zahl gleich oder
unterschiedlich entsprechend dem Ort eines Bandes zum nächsten
von trapezförmigen gekrümmten identischen Maschen
auf, wie vorher, insbesondere mit bezug auf 2 angegeben,
wobei diese Maschen von progressiv variabler Geometrie (indem sie
sich von unten nach oben gehend geringfügig vergrößern)
für das in 2 dargestellte Band 6a oder
dagegen entsprechend dem Ort von konstanter Geometrie sein können.
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Die
Maschen und die nachgiebigen Reihen können praktisch realisiert
werden, indem man die Technik der Ebenen gedruckten Schaltungen
auf dielektrisches nachgiebiges Substrat anwendet.
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Andere
Techniken können verwirklicht werden, wie die des chemischen
oder mechanischen Schneidens von sehr dünnen Blechen, Photogravüre auf
Formplatten etc.
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Wünscht
man, daß das Radom demontierbar oder auseinanderbaubar
ist, um Herstellung und Transport zu erleichtern, so wird es vorzugsweise
in Elementarplatten zersetzt, deren Übergang längs Grenzlinien
der vorher definierten Bänder und Zonen realisiert wird,
d. h. im dargestellten Beispiel längs Meridianen und Parallelen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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