DE4341806C1 - Verfahren zur Herstellung eines selbsttragenden Radoms - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines selbsttragenden Radoms zur Abschirmung von Antennen, insbesondere von rotierenden Radarantennen, das aus mehreren gekrümmten, in ihrer Gesamtheit eine im wesentlichen rotationssymmetrische dreidimensionale Raumform aufweisende Flächenelementen zusammengesetzt wird.

Schwenkbare und rotierende Radarantennen sind aus verschiedenen Gründen leicht zu entdeckende und zu identifizierende Angriffsziele. Zum einen ist die optische Erscheinung eines großen bewegten, künstlichen Gegenstandes in einer natürlichen Umgebung auffällig, zum anderen liefern solche Antennen, wenn sie der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind oder den im infraroten Spektralbereich sehr kalten Himmel reflektieren, beträchtliche Wärmesignaturen. Diese Signaturen sind mit Wärmedetektoren und Wärmebildgeräten über weite Strecken hin zu detektieren. Durch die Bewegung der Antenne erfährt diese Signatur eine dynamische, bei Rotation sogar zyklische Modulation, so daß eine solche Antenne im Wärmebild ggf. einem Leuchtfeuer gleicht. Neben dem Vorhandensein des Wärmekontrastes ist dann auch die spezifische Rotationsdauer erkennbar, was eine Identifizierung des Gerättyps über weite Entfernungen hin erlaubt.

Aus der DE-PS 28 30 516 ist eine selbsttragende elektrisch reflexionsarme Abdeckung in Kugelform für Antennen bekannt, deren gesamte Oberfläche aus gleichen, sphärisch gekrümmten Flächenelementen besteht, wobei diese Flächenelemente in Sandwich-Bauweise aus einem Kern aus Hartschaum und Deckschichten aus faserverstärktem Kunststoff bestehen und die Kugelform aus 20 gleichseitigen sphärischen Dreiecken mit gleichen vorgegebenen sphärischen Winkeln besteht und wobei jedes Dreieck in drei gleiche Viereckelemente mit jeweils gleichen sphärischen Winkeln unterteilt ist. Das Radom wird also nicht aus rotationssymmetrischen Grundelementen zusammengesetzt, wobei diese obendrein sphärisch gekrümmt und in der Herstellung sehr teuer sind. Dies geht bereits aus der Tatsache hervor, daß 20 Flächenelemente zum Aufbau des Radoms erforderlich sind. Dieses bekannte Radom weist ferner eine stets gleichbleibende sphärische Oberfläche auf, die wiederum bei Beleuchtung, sei es durch die Sonne oder durch andere Radare, stets einen Reflexionskegel in Richtung des Beobachters abstrahlt, der zu einem enttarnenden Effekt führt.

Die DE-PS 34 30 657 beschreibt eine Antennenverkleidung, bestehend aus einer Vielzahl teilweiser gleicher, ausschließlich aus homogenem PUR-Hartschaum bestehender Einzelelemente bzw. Segmente mit etwa konstanter Querschnittsdicke; diese Querschnittsdicke in der Fläche, die die Ober- bzw. Grundfläche der Einzelelemente darstellt, ist minimiert und nimmt in Richtung des Rande s hin nach allen Seiten in Art eines flanschartigen Stützprofils zu. Radome, die aus Flächenelementen aus PUR-Hartschaum bestehen, weisen jedoch noch den Nachteil ungleichmäßiger Randdicken auf und damit mangelhafter Abstimmung auf die Wellenlänge und damit die Transmissionsverluste.

Aus der DE-PS 12 73 023 ist ein Verfahren zur Herstellung eines aus Hartschaumstoff bestehenden selbsttragenden, turmartigen Gehäuses zum Schutz funktechnischer Anlagen gegen Witterungseinflüsse bekannt, wobei vorgeformte, aus Hartschaumstoff bestehende plattenförmige Bauteile zusammengefügt werden und in die Trennfugen zwischen den Bauteilen ein Reaktionsgemisch zur Erzeugung von Hartschaumstoff von gleichen physikalischen Eigenschaften wie die plattenförmigen Bauteile eingeführt wird.

Die DE-PS 34 10 501 beschreibt einen Radom-Werkstoff für überschallschnelles Fluggerät, bestehend aus einem endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoff, dessen Matrix in Form einer Tragschicht ein thermoplastisches Material, wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen sein kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines selbsttragenden Radoms zur Abschirmung von Antennen, insbesondere von rotierenden Radarantennen zu schaffen, mit dem ein Radom mit geringem Herstellungs- und Bauaufwand geschaffen werden kann, welches keinerlei aufwendiges Sonderwerkzeug (Form) benötigt, das zu einem Radom führt, welches möglichst wenig Teile mit möglichst wenig Nähten aufweist und bei dem Transmissionsverluste bzw. Transmissionsfehler an den Stoßstellen vermieden werden.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs näher genannten Art wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Hohlkörper auf Platten aus einem thermoplastischen Material abgerollt werden, daß die dabei entstehenden Abrollränder markiert werden, daß die durch die Abrollränder definierten Segmente in Flächenelemente unterteilt werden, daß diese Flächenelemente ausgeschnitten werden, daß diese Flächenelemente gebogen entlang ihrer Ränder mit dem gleichen Material verschweißt werden, aus dem die Platten bestehen, und daß die so entstandenen Basiselemente danach zum Radom zusammengesetzt werden.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Radoms sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, mit besonders geringem wirtschaftlichem Aufwand ein starres Radom zu schaffen, das zwecks Erreichung einer minimalen Durchgangsdämpfung vorzugsweise als Halbwellenradom ausgeführt ist. Die Form des Radoms wird so gewählt, daß zum einen die Beeinflussung des Radarstrahls aufgrund der unterschiedlichen Einfallswinkel optimal ist und zum anderen bei der Herstellung kein aufwendiges Sonderwerkzeug (Form) erforderlich ist, wie man es z. B. für die Herstellung eines alten Kugelradoms benötigt. Zu diesem Zweck wird die an und für sich anzustrebende Halbkugel-, Linsen- oder Pilzform aus einer wählbaren Anzahl von Hohlkörpern, wie Hohlzylindern oder Kegelstümpfen, angenähert. Durch die rotationssymmetrische Form des Radoms ist die freie Bewegung der Antenne im Inneren gewährleistet, ohne daß diese (bei nicht transparenter Radom- Oberfläche) von außen bemerkbar ist.

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

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Radoms;

Fig. 2 einen kreisförmigen Montageflansch;

Fig. 3 zwei Flächenelemente und

Fig. 4 einen Deckel zum Verschließen des Radoms.

In Fig. 1 ist schematisch ein rotationssymmetrisches, durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestelltes Radom für eine rotierende Radarantenne dargestellt. Dieses Radom besteht aus mehreren Flächenelementen 1, 1′, die durch die Abwicklung eines Hohlkörpers, wie z. B. eines Hohlzylinders, eines Kegels oder eines Kegelstumpfes auf ein plattenförmiges Ausgangsmaterial hergestellt werden, wobei als Ausgangsmaterial Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) in Frage kommt. Während des Abrollens der Hohlkörper auf das plattenförmige Ausgangsmaterial werden die Abrollränder markiert, wodurch Segmente entstehen, die anschließend in deckungsgleiche oder auch verschieden große Flächenelemente unterteilt werden. Diese Flächenelemente 1, 1′ werden ausgeschnitten, zur gewünschten Form gebogen und miteinander verklebt bzw. verschweißt. Die so entstehenden Basiselemente werden dann zur Gesamtanordnung zusammengesetzt und ebenfalls verklebt oder verschweißt, wobei das unterste, dem Erdboden zugewandte Basiselement mit einem Montageflansch 2 versehen werden kann.

Das Radom weist vorzugsweise eine rotationssymmetrische Halbkugel-, Linsen- oder Pilzform auf, und das verwendete thermoplastische Plattenmaterial zum Ausschneiden der Flächenelemente weist vorzugsweise radartransparente Eigenschaften auf. Durch die rotationssymmetrische Form des Radoms ist die freie Bewegung der Antenne im Inneren gewährleistet, ohne daß diese von außen bemerkbar ist, bei Verwendung einer im optischen Bereich nicht transparenten Radomoberfläche.

Eine weitere Verbesserung läßt sich erzielen, wenn die Oberfläche des Radoms mit radartransparentem, durch visuell wirksame Tarnmaterialien belegt wird, wie sie handelsüblich sind. Ein solchermaßen belegtes Radom weist einen geringen Wärmeemissionskoeffizienten auf und kann damit auch zur Tarnung beheizter Antennen eingesetzt werden.

Wird das Radom zusätzlich noch mit einem Material belegt, und zwar sowohl auf den Flächenelementen 1, 1′ als auch auf dem das Radom auf seiner Oberseite abschließenden Deckel 3 (Fig. 4), welches Radarstrahlung nur im Arbeitsfrequenzbereich des getarnten Radargerätes durchläßt und Radarstrahlung ansonsten absorbiert oder reflektiert, so ist die Entdeckbarkeit des zu tarnenden Radars durch andere Radargeräte (nicht aber durch Radarwarnempfänger) erheblich reduziert. Eine solche Anordnung besteht vorteilhafterweise aus einer bandpaßartigen Kombination eines Absorbers für tiefere und eines Absorbers für höhere Frequenzen mit geringer Dämpfung im Durchlaßbereich.

Durch die spezielle Formgebung des Radoms, d. h. die Verwendung von nur in einer Richtung gekrümmten Flächen, wird die Tarnung gegenüber einer sphärisch gekrümmten Oberfläche weiter verbessert, da der reflektierte Anteil einfallender Strahlung nicht in einem breiten Raumwinkel, sondern nur in bestimmte Richtungen reflektiert wird. Nur bei lotrechtem Auftreffen wird dabei Strahlung in Richtung der Strahlungsquelle zurückreflektiert, wobei dieser Fall jedoch statistisch gesehen nur äußerst selten vorkommt.

Da die Verbindung der erfindungsgemäß hergestellten Flächenelemente miteinander entweder über einen Klebevorgang erfolgt, wobei als Klebematerial das gleiche Material verwendet wird, aus dem die Platten bestehen, oder mittels eines Schweißvorgangs erfolgt, wobei ebenfalls die Schweißnähte aus demselben Material bestehen und diese demzufolge die gleiche Dichte aufweisen wie das Ausgangsmaterial, treten bei dem erfindungsgemäß hergestellten Radom keine materialbedingten Transmissionsverluste an den Verbindungsnähten auf. Im Gegensatz hierzu weisen Klebenähte von PUR-Hartschäumen höhere Dichten als der Originalschaum auf und verursachen demzufolge Störungen in der Transmission der Radarwellen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines selbsttragenden Radoms zur Abschirmung von Antennen, insbesondere von rotierenden Radarantennen, wobei
Hohlkörper aus Platten aus einem thermoplastischen Material abgerollt werden,
die dabei entstehenden Abrollränder markiert werden,
die durch die Abrollränder definierten Segmente in Flächenelemente unterteilt werden,
diese Flächenelemente ausgeschnitten werden,
die Flächenelemente in einer Richtung gebogen werden,
die Flächenelemente entlang ihrer Ränder mit dem gleichen Material verschweißt werden, aus welchem die Platten bestehen,
die Flächenelemente zum rotationssymmetrischen dreidimensionalen Radom zusammengesetzt werden und
die Flächenelemente entlang ihrer Ränder zusammengeschweißt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Platten aus Polypropylen verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Platten aus Polyethylen verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlkörper Kegelstümpfe verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlkörper Zylinder verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Radoms mit einem radartransparenten, visuell wirksamen Tarnmaterial belegt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Radoms mit einem radartransparenten, im Infrarotbereich frequenzabhängige Emissionseigenschaften aufweisenden Material belegt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Radom mit einem Material belegt wird, das Radarstrahlung nur im Arbeitsfrequenzbereich der abzuschirmenden Antenne durchläßt.