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Diese
Erfindung wurde mit Regierungsunterstützung unter Vertrag F33615-93-C-3200,
vergeben von der Luftwaffe der Vereinigten Staaten, gemacht. Die
Regierung hat gewisse Rechte an dieser Erfindung.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Flugzeugantennen und
insbesondere eine Antennenkomponente, die ein Strukturglied des Flugzeugs
ist.
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Für moderne
Flugzeuge ist es erforderlich, Funkkommunikation über eine
Auswahl von Frequenzbereichen und Kommunikationsmodi bereitzustellen.
Beispielsweise kann Funkkommunikation im VHF-Band unter Verwendung
von Amplitudenmodulation (AM) und/oder Frequenzmodulation (FM) oder im
UHF-Band erfolgen. Um effektiv kommunizieren zu können, muss
das Flugzeug mehrere, an dem Flugzeug verteilte Antennen aufweisen.
Normalerweise enthält
das Flugzeug Antennen, die hinter der funkdurchlässigen Haut des Flugzeugs montiert
sind, und/oder enthält
externe Blattantennen, die an der Haut des Flugzeugs montiert sind.
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Für effektive
Kommunikation sollten die Antennenabmessungen in der gleichen Größenordnung wie
die Wellenlänge
des sich ausbreitenden Signals sein. In dieser Hinsicht ist die
Wellenlänge
für Operation
im VHF/AM- und UHF-Band (d. h. 0,150 bis 2,0 GHz) etwa 0,1 bis 2
Meter. Dementsprechend muss die Antenne für effektive Kommunikation innerhalb dieses
Bereichs eine Größe aufweisen,
die korrespondierend groß ist.
Dies ist jedoch nicht praktikabel, weil eine Antenne dieser Größe aerodynamisch
ineffizient wäre.
Daher werden kleine Blattantennen verwendet, die elektrisch durch
Impedanzabstimmnetze angeglichen werden. Die Blattantenne ist eine
kleine Rippe, die von der Haut des Flugzeugs hervorsteht und als
das Strahlungselement verwendet wird.
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Blattantennen
sind aerodynamisch ineffizient, weil sie von der Haut des Flugzeugs
hervorstehen. Normalerweise werden mehrere Blattantennen an dem
Flugzeug für
die mehreren Kommunikationsbänder
(d. h. UHF, VHF/M, VHF/AM) verwendet. Die Blattantenne zeigt schlechte
Leistungseigenschaften bei niedrigeren Frequenzen (d. h. 30–88 MHz).
Die Blattantenne ist konstruiert, um den Kräften zu widerstehen, denen
die Antenne ausgesetzt wird, die Blattantenne ist jedoch trotzdem
anfällig
für Aufprallschäden (d.
h. Abbrechen). Die Blattantenne vergrößert nicht die strukturelle
Festigkeit des Flugzeugs und stört
die aerodynamische Effizienz des Flugzeugs. Nach dem Stand der Technik
wurden Antennen-Strahlungselemente
in der Haut des Flugzeugs eingebettet. Derartige Strahlungselemente
stellen eine Antennenstruktur für
das Flugzeug bereit, die strukturell in der Haut davon integriert
ist. Diese Antennenstrukturen nach dem Stand der Technik sind jedoch
normalerweise schwierig herzustellen und einzubauen. Zusätzlich zeigen
die Antennenstrukturen nach dem Stand der Technik keine idealen
Verstärkungseigenschaften,
und die Dauerfestigkeit dieser Antennenstrukturen nach dem Stand
der Technik ist aufgrund der Konfiguration des Antennen-Strahlungselements
beträchtlich
reduziert.
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Insbesondere
bestanden Antennenstrukturen nach dem Stand der Technik aus einem
spiralförmigen
mittengespeisten Strahlungselement, das in der Struktur des Flugzeugs
eingebettet war. Das spiralförmige
mittengespeiste Strahlungselement war schwierig einzubauen und zeigte
nicht die gewünschten
Verstärkungs-
und/oder Leistungseigenschaften. Außerdem kann die Antennenstruktur
mit dem spiralförmigen
mittengespeisten Strahlungselement nicht an existierende Flugzeuge
angepasst werden. In dieser Hinsicht müsste die Antennenstruktur nach
dem Stand der Technik in den Originalentwurf des Flugzeugs integriert
werden.
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Ein
Beispiel einer Antennenstruktur nach dem Stand der Technik wird
in
US 5589842 (Wang
et al) bereitgestellt, das eine Breitband-Mikrostreifenantenne für Montage
an einer Seite einer Masseebene offenbart, wobei die Antenne eine
Gruppe von Antennenelementen umfasst, die zu einer Seite eines Substrats
positioniert sind, um die Antennenelemente eine ausgewählte Distanz über der
Masseebene anzuordnen.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich an die oben erwähnten Mängel bei
der Antennenkonstruktion nach dem Stand der Technik, indem sie eine
Antenne bereitstellt, die ein strukturelles Glied des Flugzeugs
ist. In dieser Hinsicht ist die Flugzeugantenne der vorliegenden
Erfindung ein strukturelles Glied des Flugzeugs, das für mehrere
Verwendungen angepasst werden kann. Die Antennenstruktur der vorliegenden
Erfindung bietet verbesserte Verstärkung, höhere Leistung, verbesserte
Dauerfestigkeit und niedrigere Signatur gegenüber der spiralförmigen mittengespeisten
Antennenstruktur nach dem Stand der Technik, indem sie ein endgespeistes
Strahlungselement verwendet. Folglich stellt die Antennenstruktur
der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung gegenüber dem
Stand der Technik bereit, insofern die Antenne die gewünschten
Operationseigenschaften zeigt.
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KURZE ZUSAMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist eine tragende Konformantennenstruktur,
wie in Anspruch 1 der beigefügten
Patentansprüche
definiert.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
stellt eine tragende Konformantennenstruktur zur Befestigung an
einem Flugzeug mit einer Außenhaut
bereit. Die tragende Konformantennenstruktur umfasst eine obere
Deckschicht und ein endgespeistes Strahlungselement, das darauf
angeordnet ist. Anliegend an der oberen Deckschicht angeordnet ist
ein Dielektrikum und ein Strukturkern, der anliegend am Dielektrikum
angeordnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist eine untere
Deckschicht anliegend an dem Strukturkern angeordnet und ein Absorber
ist anliegend an dem Strukturkern angeordnet ist. Eine Absorberschale
ist anliegend am Absorber angeordnet. Folglich sind die obere Deckschicht,
das Dielektrikum, der Strukturkern und die untere Deckschicht konfiguriert,
um dem Flugzeug strukturelle Festigkeit zu verleihen, wenn die Antenne
an der Außenhaut davon
befestigt wird.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
umfasst die Antennenstruktur weiterhin einen Übertragungsmechanismus, der
anliegend an dem Absorber und in elektrischer Verbindung mit dem
Strahlungselement angeordnet ist. Der Übertragungsmechanismus umfasst
eine Mittelpunktspeisung und mindestens eine Streifenleitung, die
sich davon nach außen erstreckt.
Jede der Streifenleitungen umfasst einen inneren Abschnitt, der
mit der Mittelpunktspeisung verbunden ist, und einen äußeren Abschnitt
mit einem Kontakt. Jeder der Kontakte ist in elektrischer Verbindung
mit dem Strahlungselement. In der bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Strahlungselement vier Spiralen, von denen jede in elektrischer Verbindung
mit einem jeweiligen der Kontakte ist.
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Normalerweise
sind die obere Deckschicht, das Dielektrikum, der Strukturkern und
die untere Deckschicht mit einem geeigneten Klebemittel miteinander
verbunden. Es wird anerkannt, dass die obere Deckschicht aus einem
Glasfasermaterial hergestellt sein kann und das Dielektrikum aus
titandioxidhaltigem Epoxid hergestellt ist. Der Strukturkern der
Antennenstruktur ist aus einem Wabenmaterial hergestellt, während die
untere Deckschicht aus Glasfaser hergestellt ist. Der Absorber ist
aus einem graphithaltigen Wabenmaterial hergestellt, um die erforderlichen
dielektrischen Eigenschaften bereitzustellen. Die Antennenstruktur
kann zusätzlich
eine Absorberschale enthalten. Die Absorberschale umschließt den Absorber
und ist aus einem Graphitmaterial hergestellt.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden einer
tragenden Konformantennenstruktur für ein Flugzeug aus einer oberen
Deckschicht, einem endgespeisten Strahlungselement, einem Dielektrikum,
einem Strukturkern, einer unteren Deckschicht, einem Absorber und
einer Absorberschale bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Verbinden
des endgespeisten Strahlungselements mit der oberen Deckschicht
und dann Verbinden der oberen Deckschicht mit dem Dielektrikum.
Anschließend
wird der Strukturkern mit dem Dielektrikum verbunden und die untere
Deckschicht wird mit dem Strukturkern verbunden. Schließlich wird
der Absorber mit der unteren Deckschicht verbunden, um die tragende
Antennenstruktur zu bilden. Es wird anerkannt, dass die Antennenstruktur
weiterhin eine Absorberschale umfassen kann, die mit dem Absorber
und der unteren Deckschicht verbunden ist. Es wird anerkannt, dass
die Antennenstruktur weiterhin einen Übertragungsmechanismus umfassen
kann, der in elektrischer Verbindung mit dem Strahlungselement positioniert
ist. In dieser Hinsicht ist der Übertragungsmechanismus unter
dem Absorber positioniert und hat Kontakte, die durch jeweilige Öffnungen
des Absorbers, der unteren Deckschicht, des Strukturkerns und des
Dielektrikums angeordnet sind. Daher können HF-Signale von dem Strahlungselement über den Übertragungsmechanismus
und entsprechende Kontakte gesendet und empfangen werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
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Diese
sowie andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich
durch Bezugnahme auf die Zeichnungen, von denen:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der Antennenstruktur zeigt,
die gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gestaltet ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Jetzt
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, wobei die Darstellungen nur zum
Zweck der Veranschaulichung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und nicht zum Zweck ihrer Beschränkung sind, zeigt 1 eine
tragende Konformantennenstruktur 10, die gemäß der vorliegenden
Erfindung gestaltet ist. Die Antennenstruktur 10 hat eine
Verbundbauweise, die strukturelle Steifigkeit gegen Knickung bietet,
ohne zusätzliche
Aussteifungen zu verwenden. Der Verbundkern stellt außerdem einen
Hohlraum bereit, der für
Antennenleistung erforderlich ist. Die Verbundbauweise besteht aus mehreren
Grundschichten. Jede Schicht muss verschiedene Kombinationen von
strukturellen und elektrischen Konstruktionsanforderungen sowie
Herstellungs- und Montageanforderungen erfüllen. Zusätzlich ist die Verbundbauweise
sehr gewichtseffizient und der Kern des Verbunds bietet den Raum,
der zum einwandfreien Funktionieren der Antenne mit dahinter befindlichem
Hohlraum erforderlich ist. Wie von Fachleuten anerkannt wird, gestattet
die Verbundbauweise die Integration der Antennenstruktur 10 in die
Haut eines Flugzeugs. Durch Integration der Antennenstruktur 10 in
die Haut des Flugzeugs ist es möglich,
eine Antenne bereitzustellen, die ein strukturelles Glied davon
ist.
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Bezug
nehmend auf 1, umfasst die Antennenstruktur 10 eine
obere Deckschicht 12. Die obere Deckschicht 12 muss
einen signifikanten Teil der Lasten im Flugzeug tragen und zum gesamten Plattenknickungswiderstand
der Antennenstruktur 10 beitragen. Weiterhin bietet die
obere Deckschicht 12 Widerstand gegen Aufprall mit niedriger
Geschwindigkeit und Umwelteinflüsse.
Die obere Deckschicht 12 gestattet die Übertragung und den Empfang
von HF-Signalen. Folglich wird die obere Deckschicht 12 aus
einem Material hergestellt, das ein niedriges Dielektrikum sein
muss und niedrige Verlusteigenschaften haben muss, um Signaldämpfung und
Reflexionsverluste zu minimieren. Wie anerkannt werden wird, ist
dies besonders kritisch, wenn der Antennenstrahl nahe dem Horizont
oder in fast derselben Ebene wie die Antennenstruktur 10 abgetastet
oder gelenkt wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist die obere Deckschicht 12 aus
fünf Lagen
Glasfasermaterial, die mit Epoxidharz zusammengeklebt sind, hergestellt
und hat eine Gesamtdicke von etwa 0,0624 Zoll. Es wird anerkannt
werden, dass andere Materialien einschließlich, aber nicht beschränkt auf nichtleitendes
Glas, Quarzfasern oder organische Fasern für die obere Deckschicht 12 verwendet
werden können.
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Verbunden
mit der Innenfläche
der oberen Deckschicht 12 ist ein Strahlungselement 14.
Das Strahlungselement 14 kann eine einzelne Lage eines metallisierten
polymeren Materials sein, das in vier spiralförmige Muster 15 geätzt wurde.
Beispielsweise kann das Strahlungselement Kupfer der Qualität 3 sein,
galvanisch niedergeschlagen in ein Kapton-Blatt und dann geätzt in die
vier spiralförmigen Muster 15.
Folglich sind die spiralförmigen
Antennenelementmuster 15 aktive Strahlungselemente der Antennenstruktur 10 und übertragen
und empfangen HF-Signale. Das Strahlungselement 14 trägt nicht zur
strukturellen Festigkeit oder Steifigkeit der Antennenstruktur 10 bei,
muss aber den Herstellungsprozess davon überstehen. In der bevorzugten
Ausführungsform
haben die mehrarmigen spiralförmigen Muster 15 eine
Vier-Arme-Konfiguration. Dementsprechend gestattet es die Vier-Arme-Konfiguration, dass
vier verschiedene Strahlungselemente mit der oberen Deckschicht 12 verbunden
werden. Jedes der spiralförmigen
Muster ist in jeweiliger elektrischer Verbindung mit einem Transceiver
des Flugzeugs, wie weiter unter erläutert werden wird. Jedes der
spiralförmigen
Muster 15 hat einen Verbindungspunkt an der Außenseite
des Musters. In dieser Hinsicht ist der Empfänger des Flugzeugs in elektrischer
Verbindung mit jedem der Muster 15 an dem äußeren Umfang
des Strahlungselements 14. Daher wird jedes der spiralförmigen Muster 15 eine
Verbindung haben, die um etwa 90° von
dem angrenzenden spiralförmigen
Muster 15 versetzt ist. Durch Bereitstellung der Verbindung
zu jedem spiralförmigen
Muster 15 an dem Umfang davon zeigt das Strahlungselement 14 verbesserte
Verstärkungs-
und Leistungseigenschaften. Das Strahlungselement 14 kann
folglich Signale in dem Bereich von etwa 150 MHz bis 2,0 GHz senden
und empfangen. Dies gestattet der Antennenstruktur 10,
in der UHF-Satellitenkommunikations-Bandbreite zu kommunizieren.
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Wie
anerkannt werden wird, stellt die endgespeiste Konfiguration des
Strahlungselements 14 verbesserte Verstärkung und Leistung der Antennenstruktur 10 bereit.
Wie vorher erwähnt,
umfasste die Antennenstruktur nach dem Stand der Technik ein mittengespeistes
Strahlungselement. Die endgespeiste Konfiguration des Strahlungselements 14 bietet
jedoch verbesserte Eigenschaften gegenüber der mittengespeisten Konfiguration.
Daher ist es vorteilhaft, die endgespeiste Konfiguration des Strahlungselements 14 für die Antennenstruktur 10 zu
verwenden.
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Bezug
nehmend auf 1, enthält die Antennenstruktur 10 weiterhin
ein Dielektrikum 16, das unter der oberen Deckschicht 12 derart
angeordnet ist, dass das Dielektrikum 16 anliegend an dem
endgespeisten Strahlungselement 14 angeordnet ist. Das
Dielektrikum 16 hat eine im Allgemeinen kreisförmige Konfiguration
und einen Durchmesser, der etwa gleich ist dem Durchmesser des Strahlungselements 14.
Normalerweise ist das Dielektrikum 16 ein Material, das
in hohem Maße
dielektrisch ist, aber einen niedrigen Verlust aufweist. Das Dielektrikum 16 ermöglicht eine
Reduzierung in der Größe der Antenne,
da das Strahlungselement 14 eine Wanderwellenantenne ist.
Folglich verlangsamt das Dielektrikum 16 die fortschreitenden
Stromwellen des Strahlungssignals und gestattet es dem Strahlungselement 14,
sich zu verhalten, als hätte
es die 3- bis 4fache der unbelasteten äquivalenten Größe. Dieses Phänomen wird
als dielektrische Skalierung oder Größenreduzierung bezeichnet.
Ohne das Dielektrikum 16 wäre eine elektrisch äquivalente
Antenne prohibitiv groß für das Flugzeug.
Das Dielektrikum 16 ist aus titandioxidhaltigem Epoxidharz
(TiO2) hergestellt. Die Gesamtdicke des
Dielektrikums 16 ist etwa 0,120 Zoll und es hat eine Größe von etwa
30 Zoll im Durchmesser. Das Dielektrikum 16 ist vorzugsweise mit
der oberen Deckschicht 12 verbunden. Folglich stellt das
Dielektrikum 16 strukturelle Festigkeit für die Antennenstruktur 10 bereit.
In dieser Hinsicht muss die thermische Ausdehnung des Dielektrikums 16 und
der oberen Deckschicht 12 mit der gesamten thermischen
Ausdehnung der Antennenstruktur 10 kompatibel sein.
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Die
Antennenstruktur 10 enthält weiterhin einen Strukturkern 18,
der mit der oberen Deckschicht 12 verbunden ist und anliegend
an das Dielektrikum 16 angeordnet ist. Der Strukturkern 18 hat
etwa die gleiche Abmessung wie die obere Deckschicht 12. Der
Kern 18 ist aus einem Phenol-Wabenmaterial hergestellt.
Bezug nehmend auf 1, enthält der Kern 18 einen
Mittelabschnitt 20 mit reduzierter Dicke. In dieser Hinsicht
hat der Mittelabschnitt 20 mit reduzierter Dicke eine im
Allgemeinen kreisförmige Konfiguration
mit dem gleichen Durchmesser wie das Dielektrikum 16 (d.
h. etwa 30 Zoll). Der Mittelabschnitt 20 ist konfiguriert,
um das Dielektrikum 16 darin derart zu empfangen, dass
das Dielektrikum 16 im Wesentlichen bündig mit dem Strukturkern 18 ist. Normalerweise
hat der Kern 18 eine Gesamtdicke von 0,6 Zoll und der Mittelabschnitt 18 hat
eine Dicke von nur etwa 0,48 Zoll. Der Kern 18 überträgt Scherkräfte von
der oberen Deckschicht 12, die durch Biegebelastungen in
der gesamten Antennenstruktur 10 induziert werden. Zusätzlich stützt der
Kern 18 die obere Deckschicht 12 gegen Druckrunzelbildung
und bietet Schlagbiegefestigkeit und erhöht dadurch den gesamten Knickungswiderstand
der Antennenstruktur 10. Für die einwandfreie Ausstrahlung
des Strahlungselements 14 muss der Kern 18 imstande
sein, Übertragung
von HF-Signalen zuzulassen, die von der Innenseite des Strahlungselements 14 ausgestrahlt
werden. Folglich wird anerkannt werden, dass der Kern 18 aus
nichtleitendem Glas und/oder anderen organischen Fasern hergestellt
werden kann.
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Verbunden
mit dem Strukturkern 18 ist eine untere Deckschicht 22,
wie in 1 ersichtlich. Die untere Deckschicht 22 trägt Lasten
im Flugzeug und trägt
zum gesamten Knickungswiderstand der Antennenstruktur 10 bei.
Weiterhin gestattet die untere Deckschicht 22 Übertragung
von HF-Signalen dadurch. In dieser Hinsicht ist die untere Deckschicht 22 aus
nichtleitendem Glas, Quarz oder anderen organischen Faserverstärkungen
hergestellt. In der bevorzugten Ausführungsform besteht die untere Deckschicht 22 aus
verwobenen Glasfasern und Epoxid und hat eine ungefähre Dicke
von etwa 0,046 Zoll im Mittelabschnitt. Wie in 1 ersichtlich,
sind die Ränder
der unteren Deckschicht 22 aufgebaut (d. h. mehrere Schichten).
Dementsprechend ist die untere Deckschicht 22 mit der oberen
Deckschicht 12 unter Verwendung eines geeigneten nichtleitenden
Klebemittels verbunden. Die Ränder
der unteren Deckschicht 22 haben eine vergrößerte Dicke
von etwa 0,098 Zoll. In dieser Hinsicht stellen die Ränder zusätzliche
strukturelle Unterstützung
für Verbindung mit
der oberen Deckschicht 12 bereit. Die zusätzliche Dicke
der unteren Deckschicht 22 gleicht Einführung von Lasten im Flugzeug
von der oberen Deckschicht 12 in die untere Deckschicht 22 aus,
ohne übermäßige Lasten
auf den Strukturkern 18 auszuüben.
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Unter
der unteren Deckschicht 22 angeordnet und daran haftend
befestigt ist ein Absorber 24. Bezug nehmend auf 1,
hat der Absorber eine ungefähre
Größe gleich
der der unteren Deckschicht 22. Der Absorber 24 ist
eine nichtstrukturelle Schicht, die das von dem Strahlungselement 14 ausgestrahlte HF-Signal absorbiert
oder dämpft.
Wie von Fachleuten anerkannt werden wird, strahlt das Strahlungselement 14 HF-Signale
nach innen hin zu dem Absorberkern 24 aus. Um Interferenzen
mit anderer Ausrüstung
des Flugzeugs zu eliminieren, muss der Absorber 24 derartige
ausgestrahlte HF-Signale absorbieren und/oder eliminieren. Folglich
muss der Absorber 24 aus einem Material hergestellt sein,
das Signale aus dem gesamten Frequenzband des Strahlungselements 14 absorbiert.
Vorteilhaft muss die Dicke des Absorbers 24 auf einem Minimum
gehalten werden, um eine Antennenstruktur 10 mit einer
Dicke, die so minimal wie möglich
ist, bereitzustellen. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Absorber 24 aus
einem graphithaltigem Phenol-Wabenmaterial hergestellt, das die
erforderlichen Absorptionseigenschaften für die Eliminierung von Signalen,
die von dem Strahlungselement 14 ausgestrahlt werden, bereitstellt.
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Wie
in 1 ersichtlich, ist der Absorber 24 über einer
Absorberschale 26 angeordnet. In dieser Hinsicht bietet
die Absorberschale 26 eine Umschließung für den Absorber 24.
Die Absorberschale 26 enthält eine leitende Matte und/oder
einen leitenden Weg (nicht dargestellt), um einen Blitzschutz und/oder
eine Masseebene für
das Strahlungselement 14 bereitzustellen. Normalerweise
ist die Absorberschale 26 aus Graphit mit Epoxidharz hergestellt.
Alternativ kann die Absorberschale 26 aus Graphitköper mit
einem Vinylesterharz hergestellt sein. Die Absorberschale 26 ist
nicht nur mit dem Absorberkern 24 verbunden, wie vorher
erwähnt,
sondern die Absorberschale 26 ist zusätzlich mit der unteren Deckschicht 22 verbunden.
Die Absorberschale 26 ist jedoch nicht konstruiert, um
eine strukturelle Festigkeit und/oder Steifigkeit für die Antennenstruktur 10 bereitzustellen.
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Bezug
nehmend auf 1, enthält die Antennenstruktur 10 weiterhin
einen Übertragungsmechanismus 28.
Der Übertragungsmechanismus 28 stellt
einen Weg für
das HF-Signal von dem Flugzeug-Transceiver zu dem Strahlungselement 14 bereit.
Folglich umfasst der Übertragungsmechanismus 28,
wie in 1 ersichtlich, vier Streifenleitungen 30. Die
Streifenleitungen 30 sind in einem allgemeinen x-förmigen Muster
konfiguriert. In dieser Hinsicht sind die Mitten jeder Streifenleitung 30 aneinander
befestigt, um eine Mittelpunktspeisung 32 zu bilden. Jede der
Streifenleitungen 30 erstreckt sich von der Mittelpunktspeisung 32 nach
außen
und endet an einem Übertragungspunkt 34.
Jeder der Übertragungspunkte 34 enthält einen
Kontakt 36. Die Kontakte 36 sind in der Größe bemessen,
um sich durch eine jeweilige Öffnung
zu erstrecken, die in dem Absorber 24, der unteren Deckschicht 22,
dem Strukturkern 18 und dem Dielektrikum 16 gebildet
ist. Folglich ist jeder Kontakt 36 in elektrischer Verbindung
mit einem jeweiligen spiralförmigen
Muster 15 des Strahlungselements 14. Wie in 1 ersichtlich,
enthält
die Absorberschale 26 eine Mittelpunktöffnung 38. Die Mittelpunktöffnung 38 ist
konfiguriert, um die Übertragung der
HF-Signale durch die Absorberschale 26 derart zu gestatten,
dass die HF-Signale von dem Übertragungsmechanismus 28 empfangen
werden. Nachdem sie von dem Übertragungsmechanismus 28 empfangen
wurden, werden die HF-Signale über
die Mittelpunktspeisung 32 zu den einzelnen Streifenleitungen 30 übertragen.
Entsprechend werden die HF-Signale nach außen zu den Übertragungspunkten 34 und
durch jeweilige Kontakte 36 ausgestrahlt. Es wird auch
anerkannt werden, dass das Strahlungselement 14 HF-Signale
von einer äußeren Quelle
empfangen kann. In dieser Hinsicht wird das Strahlungselement 14 derartige
HF-Signale durch die
Kontakte 36 und Streifenleitungen 30 derart übertragen,
dass das empfangene HF-Signal sich zu der Mittelpunktspeisung 32 ausbreitet.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der strukturelle Abschnitt der Antennenstruktur 10 aus
zwei Hälften
hergestellt. In dieser Hinsicht ist die obere Hälfte eine obere Deckschicht-Untergruppe,
die die obere Deckschicht 12 und das Strahlungselement 14 umfasst.
Die untere Hälfte
ist eine untere Deckschicht-Untergruppe, die die untere Deckschicht 22,
den Strukturkern 18 und das Dielektrikum 16 umfasst.
Die obere Hälfte
und die untere Hälfte
können
separat hergestellt und dann verbunden werden, um die vollständige Antennenstruktur 10 zu
bilden.
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Es
wird von Fachleuten anerkannt werden, dass die tragende Konformantennenstruktur 10 für andere
Anwendungen als Flugzeuge verwendet werden kann. Dementsprechend
hat die Antennenstruktur 10 die Fähigkeit, jede Antenne an verschiedenen Fahrzeugtypen
(z. B. Automobile, Überwasserschiffe usw.)
zu ersetzen. Die tragende Konformantennenstruktur 10 kann
derart modifiziert werden, dass jeder Antennentyp in dem Fahrzeug
eingebettet werden kann, nicht nur eine Antenne für Verwendung
im UHF-Frequenzband.
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Auch
zusätzliche
Modifikationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung können für Fachleute
ersichtlich sein. Daher beabsichtigt die besondere Kombination von
hierin beschriebenen und hierin dargestellten Teilen, nur bestimmte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zu repräsentieren, und beabsichtigt
nicht, als Einschränkungen
für alternative
Vorrichtung im Rahmen der Erfindung, wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert,
zu dienen.