DE4229484C2 - Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen entfaltbaren Antennen-Netzreflektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Antennenreflektor, der vorwiegend in der Satellitentechnik verwendet wird, ist aus der DE-PS 33 38 937 bekannt. Der darin beschriebene entfaltbare Antennen- Reflektor weist eine Anzahl von an einem Tragkörper radial ausschwenkbar gelagerten ein metallisches Reflektornetz tragenden starren Tragrippen auf, zwischen denen in radialer Anordnung jeweils eine oder mehrere Hilfsrippen angebracht sind, die auf der den Tragrippen gegenüberliegenden Seite des Reflektornetzes mit diesem verklebt oder vernäht sein können. Die Hilfsrippen erstrecken sich dabei, ausgehend vom Rand des Reflektornetzes, über eine endliche radiale Länge bis zu einer Stelle die einen bestimmten Abstand vom Zentralkörper aufweist.

Sowohl die Hilfsrippen als auch die Tragrippen sind mit Spanndrähten versehen, mit denen erreicht werden soll, daß das Reflektornetz zumindest im Bereich der Hilfsrippen eine stetige Krümmung im Hinblick auf die Erzielung einer parabolischen Form des Reflektornetzes annimmt. Zu diesem Zweck sind neben den Spanndrähten, die einen nach hinten gerichteten Zug auf die Hilfsrippen ausüben, noch den Spanndruck einstellende Anordnungen wie z. B. Justierstücke und die dazu gehörigen Steuervorrichtungen zur Erzielung einer notwendigen Justierung der einzelnen Rippen erforderlich. Außerdem sind die Tragrippen mit Abstandshaltern zu versehen, deren Länge an die gewünschte parabolische Form angepaßt sein muß. Die hohe Anzahl an erforderlichen punktuellen Abstützungen führt jedoch zu einer Erhöhung der Anzahl der einzelnen Elemente, wie Spannndrähte, Befestigungsstücke, Justierstücke etc., wodurch die Komplexität erhöht wird.

Aus der US 29 45 234 ist eine entfaltbarer Antennen- Netzreflektor bekannt, bei dem im entfalteten Zustand die Parabolform durch eine Vielzahl von steifen selbsttragenden Rippen erzielt wird, deren jede eine entsprechend geformte Innenkante aufweist, an der das metallische Reflektornetz befestigt ist. Jede einzelne Rippe besteht dabei aus einem parabolisch geformten Lochblech. Die Befestigung des Reflektornetzes an der Innenseite der Lochbleche erfolgt hierbei durch eine Anzahl von Schrauben mit denen das Reflektornetz an den Lochblechen angeschraubt ist. Es ist klar, daß hiermit nur eine angenäherte Parabolform erzielbar ist, da unter Berücksichtigung der großen Spannungen, die im tatsächlichen Betrieb auftreten, Ablösungen des Reflektornetzes von den Tragrippen zumindest im Bereich zwischen zwei nebeneinander angeordneten Halteschrauben zu Abweichungen von der erforderlichen Paraboloidform führen.

Eine ähnliche Konfiguration eines entfaltbaren Antennen- Netzreflektors ist aus der US 39 78 490 bekannt; hierbei ist ein Netzreflektor zwischen gelenkig an einem Zentralkörper angeordneten Tragrippen und dem Zentralkörper aufgespannt und entlang der Oberflächen der Tragrippen mit diesen verbunden, z. B. verklebt. Auch hierbei tritt noch der Nachteil auf einer dauerhaften Verbindung zwischen der konvexen Seite der Tragrippen und der konkaven Seite des Reflektornetzes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen entfaltbaren Antennen-Netzreflektor zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden sind, der also einen geringeren baulichen Aufwand zur Erzielung und zur Beibehaltung einer vorgegebenen paraboloidförmigen Form erfordert, so daß bei gleicher Antennenleistung geringere Abmessungen benötig werden, oder bei gleichen Abmessungen wie bei den herkömmlichen Antennenreflektoren, größere Antennenleistungen erzielt werden.

Ausgehend von einem Antennenreflektor der eingangs genannten Art wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die anderen Enden der Profilelemente schwenkbar über je ein Fußgelenk am Zentralkörper gelagert sind.

Die Profilelemente können entweder in einer durchgehenden Tasche oder in einer Vielzahl von Schlaufen, die im Abstand voneinander angeordnet sind, an der Reflektoroberfläche vorgesehen sein; es ist auch möglich, sowohl die Profilelemente als auch die Innenseite des Reflektors an den Anlagestellen für die Profilelemente mit Klettbändern zu versehen.

Als Profilelemente eignen sich Massivstäbe mit rundem Querschnitt oder Hohlstäbe mit rundem, ovalem oder rechteckigem Querschnitt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn jedes Profilelement mit mindestens einem Zwischengelenk versehen ist und an dem dem Fußgelenk abgewandten Ende ein Aufnahmeteil für den Reflektorrand aufweist, das aus einem auf das Profilelement aufschiebbaren, an dessen Form angepaßten Hohlkörper besteht, an dem sich eine Halterung für die Aufnahme eines Teils des Reflektorrandes anschließt.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist dieses Profilelement mit einem Klemmteil versehen, um das Profilelement im zusammengefalteten Zustand des Reflektors fest zu halten.

Der erfindungsgemäße Antennenreflektor mit den vorgeformten, der parabolischen Krümmung des Reflektors angepaßten Profilelementen, die der Reflektoroberfläche ein vordefiniertes Profil geben, eignet sich insbesondere für die Anwendung in einem Raumfahrzeug, z. B. einem Satelliten. Die Profilelemente sind dabei über ihre gesamte Länge oder zumindest größtenteils mit der Reflektoroberfläche verbunden, wodurch der Vorteil erzielt wird, daß der Reflektorrand durch das Ende eines jeden Profilelementes abgestützt wird, da diese Profilelemente durch ihre definierte Steifigkeit radiale Kräfte vom Reflektorrand in das Reflektorzentrum zu übertragen vermögen.

Durch das Vorsehen eines Fußgelenkes an der Verbindungsstelle zwischen Profilelement und Zentralkörper sowie eines Zwischengelenkes in einem jeden Profilelement, wird der Vorteil erzielt, daß im zusammengefalteten Zustand des Antennenreflektors nur ein sehr geringes Stauvolumen erforderlich ist. Aufgrund der vorgegebenen Steifigkeit und des vorgegebenen parabolischen Profils der einzelnen Profilelemente wird weiterhin der Vorteil erzielt, daß ein wesentlich verringerter baulicher Aufwand erforderlich ist, wobei sich durch die gleichmäßige Krafteinleitung über die gesamte Länge eines jeden Profilelementes eine bessere Oberflächentreue erzielen läßt, da lokale Oberflächeneinzüge entfallen. Es können nunmehr Kräfte in radialer Richtung gleichmäßig übertragen werden, so daß die Degradation durch Oberflächeneinzüge und Randeffekte bei den üblichen oktogonalen Randformen und damit Leistungsverluste verhindert werden können. Dies bedeutet eine Erhöhung der gesamten Reflektoreffizienz, wobei sich insbesondere für große Reflektoren mit einem Durchmesser von mehr als 2 m der Vorteil gezeigt hat, daß praktisch keine Oberflächeneinzüge am Reflektorrand mehr auftreten, so daß für die gleichen wirksamen Antennendurchmesser kleinere Reflektoraußenabmessungen erforderlich sind und eine erhebliche Massenreduzierung erzielt wird.

Die Oberflächentreue, der sog. RMS-Wert, kann durch diese gleichmäßige Krafteinleitung erheblich verbessert werden, so daß eine Verbreiterung der Einsatzmöglichkeiten des Antennenreflektors hin zu höheren Frequenzbändern ermöglicht wird. Die Oberflächengenauigkeit ist dabei eine Funktion der Anzahl der Profilelemente.

Durch das Vorsehen von Klemmelementen an den Profilelementen erzielt man bei faltbaren Antennenreflektoren noch den Vorteil, daß im zusammengefalteten Zustand die Profilelemente einerseits fixiert werden oder gleichzeitig die gesamte zusammengefaltete Reflektoroberfläche zurückgehalten wird, wodurch eine sonst erforderliche Schutzhülle entfallen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilausschnitt eines entfalteten Antennenreflektors;

Fig. 2 ein Aufnahmeteil für den Reflektorrand;

Fig. 3 ein Zwischengelenk und

Fig. 4 ein Fußgelenk.

In den Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, bedeutet 1 das Reflektornetz des Antennenreflektors, von dem in Fig. 1 nur ein Ausschnitt zwischen zwei (nicht eingezeichneten Tragrippen) dargestellt ist. Dieses Reflektornetz 1 ist in seinem Mittelpunkt mit einem Zentralkörper 2 verbunden, an dem eine der Anzahl der Profilelemente 4 entsprechende Anzahl von Fußgelenken 3 vorgesehen sind. Die Fußgelenke ermöglichen es, die in etwa parabolisch vorgeformten Profilelemente 4 um ca. 90° zu verschwenken, um so den Antennenreflektor zusammenzufalten. Eine weitere Verringerung des Stauvolumens erhält man, wenn an einer entsprechenden Stelle jedes Profilelement 4 mit einem Zwischengelenk 5 versehen ist, das ein Verschwenken eines Teils des Profilelementes um 180° ermöglicht, d. h., dessen Zusammenklappen.

An dem dem Fußgelenk 3 abgewandten Ende eines jeden Profilelementes 4 ist ein Aufnahmeteil 6 vorgesehen, das aus einem auf das Profilelement 4 aufschiebbaren, an dessen Form angepaßten Hohlkörper 7 besteht, an den sich eine Halterung 8 für die Aufnahme eines Teils des Reflektorrandes anschließt.

Die vorgeformten Profilelemente 4 weisen die für den entfalteten Antennenreflektor 1 erforderliche parabolisch angepaßte Krümmung auf, so daß keine Abspanndrähte mehr erforderlich sind, um diese Form zu erzielen. Sie können als Rundrohr- oder Rechteckmaterial hohl oder massiv, z. B. aus Kunststoff, ausgeführt sein und sind mit der Reflektoroberfläche 1 entweder durch Taschen verbunden, die sich über die gesamte Länge eines jeden Profilelementes 4 erstrecken, oder aber, wie es in Fig. 1 angedeutet ist, durch eine Vielzahl von Schlaufen 9, die im Abstand voneinander an der Reflektoroberfläche derart vorgesehen sind, daß sie vom Profilelement 4 durchsetzt werden. Genausogut ist es auch möglich, denjenigen Längsabschnitt des Profilelementes, auf dem die Reflektoroberfläche ruht, sowie denjenigen Bereich der Reflektoroberfläche, der sich auf den Profilelementen 4 abstützt, jeweils mit einem Streifen eines Klettverschlusses zu versehen, um so die entsprechende Verbindung zwischen Profilelement 4 und Innenseite der Reflektoroberfläche herzustellen.

Die vorgegebene Steifigkeit und Krümmung der Profilelemente 4 sorgt dafür, daß die Form des Antennenreflektors auch ohne den Einsatz von Abspanndrähten erzielt wird, wobei sich durch die gleichmäßige Krafteinleitung auf die gesamte Länge eines jeden Profilelementes durch die Taschen, Schlaufen bzw. Klettbänder eine bessere Oberflächentreue ergibt, da keine lokalen Oberflächeneinzüge mehr auftreten.

Claims (10)

1. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor mit einer Vielzahl von starren Tragrippen auf der Reflektoroberseite, deren eine Enden radial ausschwenkbar an einem Zentralkörper gelagert sind und deren andere Enden mit dem Außenrand eines metallischen Reflektornetzes verbunden sind und mit einer Spannvorrichtung für das Reflektornetz, die aus einer Vielzahl von Profilelementen auf der Reflektorinnenseite besteht, deren eine Enden sich bis zum Reflektorrand erstrecken und die über ihre gesamte parabolisch gewölbte Länge mit der Reflektoroberfläche verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Enden der Profilelemente schwenkbar über je ein Fußgelenk am Zentralkörper gelagert sind.

2. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilelemente in einer durchgehenden Tasche angeordnet sind.

3. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilelemente in einer Vielzahl von Schlaufen angeordnet sind, die im Abstand voneinander vorgesehen sind.

4. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Profilelemente als auch die Reflektoroberfläche mit Klettbändern versehen sind.

5. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilelemente Massivstäbe mit rundem Querschnitt sind.

6. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilelemente Massivstäbe mit rechteckigem Querschnitt sind.

7. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilelemente Hohlrohre mit rundem oder ovalem Querschnitt sind.

8. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Profilelement mit einem Zwischengelenk versehen ist.

9. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Profilelement mit einem Klemmteil versehen ist, um es im zusammengefalteten Zustand des Reflektors festzuhalten.

10. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Fußgelenk abgewandte Ende eines jeden Profilelementes mit einem Aufnahmeteil für den Reflektorrand versehen ist, das aus einem auf das Profilelement aufschiebbaren, an dessen Form angepaßten Hohlkörper besteht, an dem sich eine Halterung für die Aufnahme eines Teiles des Reflektorrandes anschließt.