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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Schutz von Mikrowellen-
und Millimeterwellenantennen und insbesondere transparente Schutzradome.
Sie betrifft ferner Panzerplatten, die empfindliche Geräte gegen
Projektile oder andere ballistische Fragmente schützen.
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Hintergrund der Erfindung
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Hersteller
von Radomen verwenden oft schlagzähe Laminate, um Mikrowellenantennen
ballistisch zu schützen.
Typischerweise werden Laminate aus Aramidfasern (Kevlar
®) und
Polyethylenfasern (Spectra
®, HDPE) verwendet. Die
internationale Anmeldung
WO
03/031901 zeigt ein Gewebe mit Nano-Denierfasern auf, das
für die
Konstruktion eines ballistisch schlagzähen Radoms verwendet werden könnte. Die
schlagzähen
Laminate oder Gewebe in Kombination mit Strukturschichten aus Waben-
oder Hartschaumkernen können
grundsätzlich
ein beinahe transparentes Radom bilden, das für ein bestimmtes Frequenzband
geeignet ist. Die
US 5,182,155 zeigt
eine Verbund-Radomstruktur auf, die auf abwechselnden Schichten
aus Spectra
® und
einer dielektrischen Wabenstruktur basiert.
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Die
US 4,570,166 zeigt eine
aus einer perforierten Metallwand hergestellte Radomstruktur auf,
in welcher jedes Loch mit einem dielektrischen Stopfen gefüllt ist,
was einen verbesserten ballistischen Schutz bietet. Elektromagnetische
Wellen breiten sich durch die Perfo rationen in einer dicken Metallplatte
aus, wenn die Öffnungen
groß genug
sind – so dass
der von dem einzelnen Loch gebildete Wellenleiter oberhalb seiner
Grenzfrequenz liegt.
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Eine
derartige Metallplatte könnte
aus einem ballistisch widerstandsfähigen Stahl hergestellt sein und
die Stopfen könnten
aus einem ballistisch widerstandsfähigen Keramikmaterial (z. B.
Siliziumnitrid) hergestellt sein, die zusammen eine geringe Mikrowellenverlustcharakteristik
verleihen. Ein Hauptnachteil im Zusammenhang mit dieser Vorgehensweise
ist die hohe Dichte der Stahlstruktur, die zu übermäßigem Gewicht führt.
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Eine
weitere nach dem Stand der Technik bekannte Lösung besteht aus homogenen
Keramik-Radomen. Derartige Radome werden gewöhnlich bei Hochtemperaturanwendungen
verwendet, beispielsweise bei Hochgeschwindigkeits-Flugkörpern. Die
ordnungsgemäße Herstellung
derartiger Radome ist jedoch ziemlich teuer. Schlagzähe Keramikmaterialien
sind gewöhnlich
sehr hart, was zu Schwierigkeiten bei der mechanischen Bearbeitung des
Radoms führt.
Ferner ist der Verlustfaktor dieser Keramikmaterialien von den Details
des Sinterprozesses abhängig,
so dass die Prozessparameter über
das gesamte Radomvolumen sorgfältig
gesteuert werden müssen.
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Es
ist eine bekannte Tatsache, dass eine in einer geeigneten dielektrischen
Matrix eingebettete dichte Anordnung von kleinen Keramikeinheiten
als wirksamer ballistischer Schutzschild dienen kann. Die
US 6,112,635 zeigt eine
Verbund-Panzerplatte auf, die aus einer einzelnen Schicht aus dicht
gepackten, sich berührenden
Keramikzylindern besteht, die durch ein ausgehärtetes Material aneinander
gebunden sind. Die
EP
1,363,101A1 zeigt eine ballistische Panzerung auf, die
eine Anordnung von einander nicht berührenden Keramikeinheiten umfasst,
die durch ein nicht keramisches Material aneinander gepackt sind.
Die beiden Patente
US 6,112,635 und
EP 1,363,101A1 beziehen
sich jedoch nicht auf Antennenradome und sind daher nicht für Mikrowellen
oder Millimeterwellen anwendbar.
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Die
US 2003/0034933A1 zeigt
ein Radom zur Abdeckung von Mikrowellen- und Millimeterwellenantennen
auf, enthaltend einen Keramikkern, der aus einer dielektrischen
Schicht mit Metalleinschlüssen
(inneres Muster) gebildet ist, sowie zwei äußere ferroelektrische Schichten
mit einer Dielektrizitätskonstante
von etwa 33.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt eines die vorliegende
Erfindung verkörpernden
Radoms zeigt, enthaltend eine Hauptschutzschicht, die aus zylindrischen
Schichtelementen zusammengesetzt ist, sowie zwei dielektrische Schichten;
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2 ist
eine frontale Schnittansicht eines Abschnitts der Hauptschutzschicht,
die eine periodische Anordnung eines Dreieckgitters von nicht berührenden
zylindrischen Schichtelementen zeigt;
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3A ist
eine schematische Darstellung eines zylindrischen Schichtelements
der Erfindung;
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3B ist
eine schematische Darstellung eines rechteckigen prismatischen Schichtelements
der Erfindung;
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3C ist
eine schematische Darstellung eines sechseckigen prismatischen Schichtelements der
Erfindung, das als ein Sechseck geformt ist;
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3D ist
eine schematische Darstellung eines zylindrischen Schichtelements
der Erfindung, das an einem Ende mit einem Deckel versehen ist;
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3E ist
eine schematische Darstellung eines zylindrischen Schichtelements
der Erfindung, das an beiden Enden mit einem Deckel versehen ist;
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3F ist
eine schematische Darstellung eines Schichtelements der Erfindung,
das als aneinander befestigte doppelte Kegelstumpfkörper geformt ist;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt eines die vorliegende
Erfindung verkörpernden
Radoms zeigt, das für
Frequenzen im X-Band geeignet ist;
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5A ist
eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Hauptschutzschicht,
die aus Paaren von zylindrischen Schichtelementen besteht;
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5B ist
eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Hauptschutzschicht,
die aus Paaren von zylindrischen Schichtelementen besteht, die einseitig
mit einem Deckel versehen sind;
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5C ist
eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Hauptschutzschicht,
die aus Paaren von Schichtelementen besteht, die als Kegelstümpfe geformt
sind;
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5D ist
eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Hauptschutzschicht
gemäß 5A gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung;
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5E ist
eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Hauptschutzschicht
gemäß 5B gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung;
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5F ist
eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Hauptschutzschicht
gemäß 5C gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung;
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6 ist
ein Diagramm, das die typischen Durchlässigkeitsfaktoren von zwei
Ausführungsformen
des ballistischen Schutz bietenden Radoms zeigt. Eine Kurve zeigt
einen typischen Durchlässigkeitsfaktor
für ein
Radom, das aus einer einzelnen Hauptschutzschicht besteht, und die
andere Kurve ist ein typischer Durchlässigkeitsfaktor eines Radoms, das
aus zwei Hauptschutzschichten mit geeigneten dielektrischen Abstandhaltern
aufgebaut ist;
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7 ist
ein Diagramm der typischen Durchlässigkeit gegen die normalisierte
Frequenz von Radomen, die gepaarte Schichtelementkonfigurationen der
in 6E gezeigten Art haben, für unterschiedliche
Abstandslängen
zwischen Schichtelementen eines Paares.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 und 2,
auf die zunächst
Bezug genommen wird, zeigen eine perspektivische Ansicht bzw. eine
frontale Schnittansicht eines Abschnitts einer Radomwand gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Einfachheit halber sind nachfolgend
gleiche Teile in unterschiedlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet,
sofern nicht anders angegeben. In 1 ist ein
Abschnitt einer Radomwand 10 gezeigt, die aus einer Hauptschutzschicht 12 und
zwei dielektrischen Schichten 16 aufgebaut ist, die an
beiden Oberflächen
der Hauptschutzschicht befestigt sind. Die Hauptschutzschicht 12 besteht
aus voneinander beabstandeten und dicht gepackten zylindrischen Schichtelementen 16.
Wie in 2 zu erkennen ist, sind die Schichtelemente 14 in
einer dielektrischen Matrix eingebettet, die alle Schichtelemente
zusammenhält
und eine periodische Anordnung eines Dreieckgitters 20 bildet.
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Die
dielektrischen Schichten 16 sind typischerweise aus Kevlar® oder
Polyethylen (HDPE) hergestellt und können vor der Hauptschutzschicht zu
der ballistischen Bedrohung weisend sowie an der Rückseite
der Hauptschutzschicht angebracht sein. Obgleich die dielektrischen
Schichten optional sind, können
sie die ballistische Leistungsfähigkeit
des Radoms verbessern, Fragmente auffangen und das Radom auf die
maximale Frequenz-Bandbreite
abstimmen.
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Schichtelemente 14 können aus
einem beliebigen Material hergestellt sein, das die geeignete mechanische
Zugfestigkeit hat, um Schutz für
die Antenne zu bieten. Gemäß vorliegender
Erfindung wird ein ballistischer Schutz für die Antenne mit Schichtelementen
erzielt, die aus einem harten Material hergestellt sind, wie zum
Beispiel Nanopartikel-Materialien, Keramik
und Metalllegierungen, die dafür
konstruiert sind, Projektilen mit einer spezifizierten Masse und Geschwindigkeit
zu widerstehen. Viele dieser Materialien sind aufgrund ihrer dielektrischen
oder Leitfähigkeits-Verluste
nicht für
Mikrowellen- oder Millimeterwellenanwendungen geeignet. Daher werden
derartige Schichtelemente mit elektrisch hoch leitfähigen Materialien
beschichtet. Die Dicke der leitenden Schicht ist größer als
zwei Eindringtiefen, um Leitungsverluste bei diesen Strahlungsfrequenzen
zu reduzieren. Daher hat ein Schichtelement gemäß der Erfindung eine elektrisch
leitende Oberfläche.
Keramik wird aufgrund des Verhältnisses
von Gewicht gegenüber
ballistischem Schutz gegenüber
harten Metalllegierungen als bevorzugt erachtet. Vollstahleinheiten
können
ebenfalls verwendet werden, obgleich Stahl unter ballistischem Gesichtspunkt nicht
die höchste
Wirkungsfähigkeit
hat. Stahl ist jedoch unter elektromagnetischem Gesichtspunkt eine
gleichermaßen
gültige
Option. Jedes andere geeignete Material, das die geforderten mechanischen
und elektromagnetischen Eigenschaften gleichermaßen erfüllt, ist anwendbar.
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Die
Schichtelemente sind voneinander beabstandet und daher elektrisch
isoliert. Wie die Figur zeigt, ist ein durch die gesamte Schicht
durchgängiger
Spalt 18, der mit der dielektrischen Matrix gefüllt ist,
innerhalb der Hauptschutzschicht gebildet. Da das elektrische Feld
der elektromagnetischen Strahlung quer polarisiert ist, gibt es
keinen Effekt, der die Ausbreitung der Strahlung durch den durchgehenden Spalt
verhindert. Die niedrige effektive Impedanz der vorderen und der
hinteren Grenzfläche
der Hauptschutzschicht (ein Großteil
der Fläche
dieser Oberflächen
ist leitend) führt
jedoch gewöhnlich
aufgrund des starken Kontrasts zu der Vakuum-Impedanz zu einer niedrigen
Durchlässigkeit.
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Um
die Durchlässigkeit
des Radoms zu verbessern, nutzt die vorliegende Erfindung einen
Resonanzeffekt. Aus Resonanzschlitzen in einer dünnen leitenden Oberfläche gebildete
Frequenz-selektive Oberflächen
sind nach dem Stand der Technik bekannt und zeigen, dass eine Resonanz
die Durchlässigkeit
durch eine leitende Oberfläche
verbessern kann, und zwar bis zum vollständigen Durchgang bei Resonanzfrequenz.
Die vorliegende Erfindung basiert auf einem unterschiedlichen Resonanzmechanismus.
Die Höhe
der Schichtelemente (oder die Länge
der Hauptachse der länglichen
Schichtelemente, die auch die Dicke der Hauptschutzschicht ist)
gehorcht eng der durch die Gleichung: h = (2n – 1)λg/2
gegebenen Resonanzbedingung, wobei h die Breite der Hauptschutzschicht
ist, n eine ganze Zahl ist (n = 1, 2, 3, ...) und λg die
Wellenlänge
der sich in der dielektrischen Matrix ausbreitenden Strahlung ist.
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Die
zusätzlichen
dielektrischen Schichten 16 dienen als Impedanz-Umwandler,
so dass das Radom einen beinahe vollständigen Durchgang innerhalb
eines Frequenzbandes erlaubt. Die typische Frequenzbandbreite für den normalen
Einfall bei 0,5 dB Durchgangsverlust kann von 5% bis 15% des Resonanzfrequenzwertes
variieren, wie weiter unten beschrieben wird.
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Die
unterschiedlichen Formen der Schichtelemente, wie in 3A–3F gezeigt,
verleihen der Hauptschutzschicht einen spezifischen Durchlässigkeitswert
und bestimmen den Grad des gebotenen ballistischen Schutzes. Das
Radom gemäß vorliegender
Erfindung erlaubt beliebige längliche
Körper,
einschließlich
der, jedoch nicht beschränkt
auf die in 3B–3F gezeigten
geometrischen Formen. Zusätzlich
zu der in einer bevorzugten Ausführungsform
verwendeten und in 3A gezeigten Zylinderform bildet
ein in 3B gezeigtes rechteckiges Prismenelement
eine periodische Anordnung, die als Viereckgitter bezeichnet wird.
Ein in 3C gezeigtes sechseckiges Prisma
bildet ein Dreieckgitter.
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Einseitig
Kalotten-gedeckelte Zylinder, wie in 3D gezeigt,
oder beidseitig Kalotten-gedeckelte Zylinder,
wie in 3E gezeigt, sind weitere mögliche Ausführungsformen,
die unter ballistischen Gesichtspunkten vorteilhaft sind. Ferner
könnte
der Querschnitt selbst entlang der Hauptachse des Schichtelementkörpers variieren,
wie in 3F gezeigt.
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Die
geometrische Form des Schichtelements und der Abstand zwischen benachbarten
Elementen werden grundsätzlich
aus ballistischen Gründen
gewählt.
Die Betriebsfrequenz des Radoms wird jedoch auch durch die Breite
des durchgehenden Spalts und die Form der Schichtelemente beeinflusst
und beschränkt
daher den Umfang ihrer ballistischen Wirksamkeit.
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Bei
höheren
Frequenzen als dem C-Band bietet ein Radom mit einer einzelnen Hauptschutzschicht
möglicherweise
keinen ausreichenden ballistischen Schutz. Die vorliegende Erfindung
erlaubt es, den erforderlichen ballistischen Schutz mit Schichtelementen
in Übereinstimmung
mit der Gleichung h = (2n – 1)λg/2
für höhere Werte
von n (n > 1) zu erreichen.
Die mit der höheren
Resonanz (n > 1) verbundene
Frequenzbandbreite ist jedoch schmäler als die Bandbreite der
dominanten Resonanz (n = 1). Alternativ ermöglicht die vorliegende Erfindung
eine Struktur mit mehreren Hauptschutzschichten mit geeigneten dielektrischen
Abstandhaltern, um ein höheres
Niveau des ballistischen Schutzes zu erreichen, während eine
breite Frequenzbandbreite aufrechterhalten bleibt. Die Breite des
dielektrischen Abstandhalters ist nicht größer als die Hälfte der
Wellenlänge
der sich in dem durchgehenden Spalt ausbreitenden Strahlung.
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In 4,
auf die nun Bezug genommen wird, ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die für eine Strahlungsfrequenz im
X-Band geeignet ist. Es ist eine rechteckige Radomwand 10 dieser
bevorzugten Ausführungsform
gezeigt, die aus zwei Hauptschutzschichten 12 aufgebaut
ist, die jeweils aus einer Anordnung von zylindrischen Schichtelementen 14 bestehen,
die an beiden Seiten einer dielektrischen Schicht 16 befestigt
sind. Zwei zusätzliche
dielektrische Schichten 16 sind an der Vorderseite beziehungsweise
an der Rückseite
der Oberflächen
der doppelten Hauptschichtstruktur befestigt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umschließt eine dünne gleichmäßige dielektrische Schicht
die Schichtelemente, die wie vorstehend beschrieben eine elektrisch
leitende Oberfläche
haben. Die Schichtelemente können
eng und fest gepackt werden, bevor sie in der dielektrischen Matrix
getaucht werden, während
die Abmessungen und die Form des durchgehenden Spalts aufrechterhalten
bleiben. In Übereinstimmung mit
der
EP 1,363,101A1 werden
die ballistischen Eigenschaften durch den kleinen zusätzlichen
Abstand zwischen den Schichtelementen nicht beeinflusst.
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Das
ballistischen Schutz bietende Radom gemäß vorliegender Erfindung kann
unter Gestaltung jeder beliebigen Oberflächenkrümmung hergestellt werden. Dies
wird durch ein geeignetes Formwerkzeug und ferner unter Verwendung
von Schichtelementen erzielt, die unterschiedliche Formen haben. In
Bereichen mit einer relativ hohen Krümmung ist es zulässig, dass
die Verteilung der Schichtelemente von einer perfekten Periodizität geringfügig abweicht. Es
bestehen jedoch Einschränkungen
hinsichtlich einer derartigen Abweichung, wobei das Ausmaß der Abweichung
mit der Betriebsfrequenz und der Bandbreite in Beziehung steht.
Bereiche, in welchen Abweichungen von dem durchschnittlichen Abstand zwischen
den Mitten der benachbarten Elemente auftreten, sollten sich nämlich über nicht
mehr als das Maß einiger
weniger Wellenlängen
erstrecken. Die Gesamtfläche
derartiger Bereiche sollte ebenfalls kleiner als einige wenige Prozent
der Gesamtfläche
des Radoms sein.
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Typischerweise
sind die elektromagnetischen Eigenschaften der bei der Herstellung
eines Radoms gemäß der Erfindung
verwendeten Materialien nicht exakt genug. Dem Durchschnittsfachmann ist
ferner bekannt, dass die Abmessungen und einige der elektroma gnetischen
Merkmale der Schichtelemente sich während des Herstellungsprozesses
verändern
können.
Daher ist zu erwarten, dass entweder während des Entwicklungsprozesses
eines Radoms oder während
der frühen
Herstellungsschritte die Betriebsfrequenz des Radoms gegenüber ihrem gewünschten
Wert verschoben wird. Alternativ muss ein gegebenes Radon gemäß vorliegender
Erfindung mit einer spezifischen Betriebsfrequenz umkonstruiert
werden, so dass es eine Betriebsfrequenz aufweist, die von ihrem
Ursprungswert geringfügig
verschieden ist. Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung sieht
die Abstimmung der Betriebsfrequenz eines Radoms vor, indem die
vorstehend genannten Schichtelemente genutzt werden, um eine Hauptschutzschicht
mit einer unterschiedlichen Konfiguration zu bilden, wie nachfolgend
beschrieben wird.
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Nachfolgend
wird auf 5A–5C Bezug
genommen, in welchen drei beispielhafte Konfigurationen von Paaren
von Schichtelementen der Hauptschutzschicht gemäß einer weiteren Ausführungsform
gezeigt sind. Die Hauptschutzschichten in diesen Beispielen schließen eine
ebene Verteilung einer Vielzahl von Schichtelementpaaren ein. Die paarweise
angeordneten Elemente sind koaxial übereinander gesetzt, wobei
jedes spiegelbildlich zum anderen ist. Sie sind mit einem vorbestimmten Spalt
beabstandet und ihre Hauptachsen sind zur Hauptschutzschicht normal.
Eine derartige Konfiguration wird nachfolgend als gepaarte Schichtelementkonfiguration
(PLMC) bezeichnet, die sich von der Einzelschichtelement-Konfiguration
der vorstehend beschriebenen Hauptschutzschicht unterscheidet.
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In 5A sind
zwei Zylinder 12A eines Schichtelementpaares gezeigt, die
durch einen Spalt 24A beabstandet sind. In 5B sind
zwei einseitig gedeckelte Zylinder 12B eines Paares von
einseitig gedeckelten Zylindern gezeigt, die jeweils das Spiegelbild
des anderen darstellen und durch einen Spalt 24B getrennt
sind. In ähnlicher
Weise bilden in 5C das Schichtelementpaar durch
einen Spalt 24C getrennte Kegelstümpfe 12C. Der Spalt
zwischen den jeweiligen entsprechenden Schichtelementen eines Paares
modifiziert die Geometrie des vorstehend erwähnten durchgehenden Spalts
und wirkt sich daher auf dessen Resonanzfrequenz aus. Die Breite
der Schutzschicht, die der Summe der Höhen der beiden Schichtelemente
eines Paares und der Breite des Spalts zwischen diesen entspricht, muss
jedoch der vorstehend genannten Resonanzbedingung gehorchen. Diese
Breite muss nämlich nahe
gleich dem Wert w sein, der durch die Gleichung gegeben ist: w =
(2n – 1)λg/2,
wobei λg die Wellenlänge der in dem den durchgehenden
Spalt füllenden
dielektrischen Material sich ausbreitenden elektromagnetischen Strahlung
ist und n eine ganze Zahl ist. Die Höhe eines Schichtelements beeinflusst
jedoch auch die ballistischen Merkmale des Radoms. Daher ist innerhalb
der praktischen Grenzen die resultierende Betriebsfrequenz um so
niedriger, je die breiter die Spalte sind, wie nachfolgend in Beispiel
2 beschrieben wird.
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Nachfolgend
wird auf 5D–5F Bezug genommen,
in welchen die gleichen beispielhaften PLMCs gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt sind. Wie in 5D–5F gezeigt,
sind Metallscheiben 26D, 26E und 26F in
der Mitte der zwischen den beiden Elementen jedes Paares angeordneten
Spalten koaxial mit den Elementen des Paares angeordnet. Die Scheiben
sind entweder aus dem gleichen Material wie die Schichtelemente
oder einem unterschiedlichen Material hergestellt. Die Scheiben
sind ferner in ähnlicher
Weise mit dem gleichen elektrisch leitenden Material beschichtet.
Die Scheiben können
entweder elektrisch isoliert sein oder mit einem oder mit beiden
der paarweise angeordneten Schichtelemente in Kontakt sein. Daher wird
durch Variieren der Breite des Spalts zwischen den Schichtelementen
eines Paares und/oder durch Verändern
der Abmessungen der Scheiben die geometrische Form des durchgehenden
Spalts variiert und die Betriebsfrequenz des Radoms wird entsprechend
beeinflusst, wie in Beispiel 2 weiter beschrieben wird.
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Beispiel 1
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Zwei
verschiedene beispielhafte Radome mit einer Einzelschichtelementkonfiguration
werden gemäß den beiden
bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung gebaut. Eines dieser Radome enthält die einzelne
Hauptschutzschicht, wie in 1 beschrieben,
und das andere Radom enthält eine
doppelte Hauptschutzschicht, wie in 4 beschrieben.
Die Höhe
der Schichtelemente gehorcht der vorstehend genannten Resonanzbedingung
h = (2n – 1)λg/2
für eine
spezifische Resonanzfrequenz. Die durch den Resonanzeffekt des durchgehenden Spalts
vorgegebenen Beschränkungen
der Radomkonstruktion sind unter Bezugnahme auf 6 besser
erklärbar.
Sie zeigt typische Kurven der Durchlässigkeit gegen die normalisierte
Betriebsfrequenz, gemessen in Resonanzfrequenzeinheiten, die für beide Radome
erhalten wurden. Die mit 30 bezeichnete Kurve stellt die
einschichtige Konfiguration dar, wohingegen die Doppelschichtkonfiguration
durch die mit 32 bezeichnete Kurve dargestellt ist. Die
beiden Kurven sind normalisiert, so dass sie den gleichen Durchlässigkeitswert
bei Resonanzfrequenz haben.
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Beispiel 2
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Beispielhafte
PLMC-Radome, die einseitig gedeckelte zylindrische Schichtelemente
verwenden, wie in 5E gezeigt, auf die erneut Bezug
genommen wird, sind gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gebaut. Die Höhe der Schichtelemente ist
h = 0,18 λg und der Radius der Schichtelemente ist
0,127 λg. Die Abstimmung der Betriebsfrequenz derartiger
Radome wird erreicht, indem entweder die Breite des Spalts zwischen
den Schichtelementen eines Paares verändert wird oder die Abmessungen
der Scheibe verändert werden.
In diesem spezifischen Beispiel ist die Höhe der Scheibe gleich der Breite
des Spalts, so dass die Scheibe in Kontakt mit den beiden Elementen
des Paares ist, und der Radius der Metallscheibe ist 0,104 λg.
Eine Abstimmfähigkeit
von etwa 20% der Resonanzfrequenz des Radoms wird unter Bezug auf 7 gezeigt.
Kurven der Durchlässigkeit
von verschiedenen Radomen gegen die normalisierte Frequenz, gemessen
in Resonanzfrequenzeinheiten, sind gezeigt. Diese Radome variieren
hinsichtlich der Größe der jeweiligen
Spalte, die zwischen den paarweise angeordneten Schichtelementen
vorhanden sind. Die Kurven 50, 52, 54 und 56 stellen
jeweils Radome mit Spaltgrößen von
0,144 h, 0,180 h, 0,216 h und 0,252 h dar.