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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Enteisungsschaltung,
die für eine Radarantenne bestimmt ist und es ferner
ermöglicht, die Wirkungen eines nuklearen elektromagnetischen
Impulses oder von elektromagnetischen Störfeldern zu neutralisieren,
die von anderen, in der Nachbarschaft sendenden Radaranlagen
stammen.
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Radarantennen mit elektronischer Abtastung sind allgemein mit
einem Schirm ausgestattet, der mit einem vertikalen
Polarisationsgitter versehen ist, das aus einem feinen Netz aus
geradlinigen horizontalen Leiterdrähten besteht. Dieses Netz aus
horizontalen Leiterdrähten wird ausgenutzt, um ein Heizgitter zu
realisieren, das ein Enteisungssystem für den Schirm bildet. In
dem Dokument US-A-4 999 639 ist dafür ein Beispiel gegeben. Im
Herzen dieses Heizgitters sind die horizontalen geradlinigen
Leiterdrähte mit ihren Enden untereinander in
seriell-paralleler Kombination angeschlossen, womit es möglich wird, sie mit
den Klemmen einer Versorgungsquelle zu verbinden und in jedem
von ihnen einen Heizstrom fließen zu lassen. Aus der Sicht der
Versorgungsquelle, die den Heizstrom liefert, bilden die
horizontalen geradlinigen Leiter mit ihrer Verbindungsverkabelung
ein oder mehrere identische Muster, die die Fläche des Schirms
überdecken. Diese Muster bilden Windungen, in denen ein
elektromagnetischer Impuls eine elektromotorische Kraft induzieren
kann, die geeigneterweise an Masse abgeleitet wird, und vor der
die Versorgungsquelle geschützt werden muß. Dazu ist es
einerseits bekannt, Funkenstrecken zwischen Masse und jeder Klemme
der Versorgungsquelle anzuordnen und andererseits
Impulsstromsperrfilter in Reihe zwischen die Klemmen der Versorgungsquelle
einzuschalten.
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Diese wirkungsvollen Schutzmaßnahmen besitzen den Nachteil, daß
sie sperrig, schwer und kostspielig sind. Für eine Schirmfläche
in der Größenordnung von 2 m², die mit zwei
Enteisungskreishälften überdeckt ist, die jeweils eine Leistung von 750 Watt
verbrauchen, die unter einer Gleichspannung von 140 Volt
geliefert werden, sind Funkenstrecken und Schutzfilter mit einem
Gewicht in der Größenordnung von 25 kg mit einem Volumenbedarf
von etwa 25 dm³ erforderlich, was bei weitem nicht zu
vernachlässigen ist, vor allem, wenn man annimmt, daß diese
Schutzelemente sowie der Schirm häufig zur Montage an einem
Drehantennenträger bestimmt sind, dem eine Drehbewegung in der
Größenordnung von einer Umdrehung pro Sekunde verliehen werden kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Volumen, das
Gewicht sowie die Kosten der Funkenstrecken und Schutzfilter
eines Enteisungsnetzwerks für eine Radarantenne zu verringern,
wobei versucht wird, die Amplitude der durch einen
elektromagnetischen Impuls an den Klemmen eines Enteisungsnetzwerks
induzierten elektromotorischen Kräfte durch Neutralisierung zu
vermindern.
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Ihr Gegenstand liegt in einem Enteisungsnetzwerk für
Radarantennen, das aus einer Lage aus Leiterdrähten gebildet ist, die
auf einem Schirm angeordnet und nach seriell-parallelen
Kombinationen an die Anschlußklemmen einer Versorgungsquelle derart
angeschlossen sind, daß sie von einem Heizstrom durchflossen
werden. Bei diesem Enteisungsnetzwerk zeichnen die Leiterdrähte
und ihre Verbindungen auf dem Schirm wenigstens ein Paar von
Mustern, die bezüglich einer Achse symmetrisch sind.
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Aufgrund ihrer Symmetrie bezüglich einer Achse bilden die
Muster eines Paares an den Klemmen der Versorgungsquelle zwei
Windungen mit gleicher Fläche, die in entgegengesetzter
Richtung von den induzierten elektromotorischen Kräften
durchflossen werden, die sich neutralisieren. Dank dieser
Neutralisierung gelangt nur eine induzierte elektromotorische Restkraft an
die Klemmen der Versorgungsquelle des Enteisungsnetzwerks, die
es ermöglicht, Schutzeinrichtungen, Funkenstrecken und Filter
zu verwenden, die weniger leistungsfähig und folglich weniger
sperrig, von niedrigerem Gewicht und Preis sind und dabei
dennoch nicht die Herstellungskosten des Enteisungsnetzwerks
erhöhen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezug auf die
Zeichnung; darin zeigen
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- Fig. 1 ein Enteisungsnetzwerk aus dem Stand der Technik; und
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- Fig. 2 ein Enteisungsnetzwerk nach der Erfindung.
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In Fig. 1 ist ein Schirm zu erkennen, der vor der Öffnung einer
Radarantenne mit elektronischer Abtastung angeordnet ist.
Dieser Schirm ist aus Epoxidsiliciumdioxid hergestellt. Er ist mit
einem vertikalen Polarisationsgitter überdeckt, das aus einem
feinen Netz aus horizontalen geradlinigen Leiterdrähten 2
besteht, das auch dazu ausgenutzt wird, ein Heizgitter zu
realisieren, das ein Enteisungsnetzwerk bildet.
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Bei diesem Heizgitter sind die horizontalen geradlinigen
Leiterdrähte 2 mit ihren Enden in seriell-parallelen Kombinationen
untereinander angeschlossen, die Zickzackmuster 3, 4, 5, 6
bilden, die sich die Höhe des Schirms 1 teilen und es möglich
machen, sie bei 9, 10 mit Leitern zu verbinden, die mit Klemmen
7, 8 verbunden sind, die zum Anschluß einer Versorgungsquelle
bestimmt sind, die einen Heizstrom liefert.
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Die Zickzackmuster 3, 4, 5, 6 sind auf bekannte Weise
identisch. Sie bilden parallel an die Klemmen der Versorgungsquelle
angeschlossene Windungen, in denen ein elektromagnetischer
Impuls elektromotorische Kräfte induzieren kann, die sich
vermehren. Diese elektromotorischen Kräfte werden von der
Versorgungsquelle dank der Tiefpaßfilter 11, 12 zum Sperren des
Impulsstroms abgelenkt, die in Reihe vor die Anschlußklemmen 7, 8
eingeschaltet und dank Funkenstrecken 13, 14 gegen Masse
gerichtet sind, die zwischen Masse und den Kopf 9, 10 der
Tiefpaßfilter 11, 12 geschaltet sind.
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Bei dieser Verteilung der horizontalen geradlinigen
Leiterdrähte 2 des Polarisationsgitters in identischen Mustern im
Herzen des Enteisungsnetzwerks müssen die Tiefpaßfilter 11, 12
und die Funkenstrecken 13, 14 so bemessen sein, daß sie die
durch einen nuklearen elektromagnetischen Impuls induzierte
Energie in einer äquivalenten Windung mit einer Oberfläche
aushalten können, die praktisch gleich der Hälfte der Oberfläche
des Schirms ist. Folglich sind sie sehr voluminös, schwer und
kostspielig.
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Zur Begrenzung der durch einen nuklearen elektromagnetischen
Impuls an den Klemmen der Versorgungsquelle induzierten
Energie, die den Heizstrom für das Enteisungsnetzwerk liefert, wird
nach Fig. 2 vorgeschlagen, mit den horizontalen geradlinigen
Leiterdrähten des vertikalen Polarisationsgitters und ihrem
seriell-parallelen Anschluß paarweise bezüglich einer Achse
symmetrische Muster zu bilden. Dank dieser Symmetrie
neutralisieren sich die in den Windungen, die durch zwei Muster ein und
desselben Paares gebildet sind, induzierten elektromotorischen
Kräfte. Damit wird die Oberfläche der dem Enteisungsnetzwerk
äquivalenten Windung wenigstens um den Faktor zehn verringert.
Dies schlägt sich in den Abmessungen der Funkenstrecken und der
Tiefpaßfilter nieder, deren Volumen, Gewicht und Kosten ebenso
abnehmen.
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In dieser Fig. 2 ist ein Schirm 20 zu erkennen, der wie der
vorhergehende vor der Öffnung einer Radarantenne mit
elektronischer Abtastung angeordnet ist. Dieser Schirm 20 ist ebenfalls
aus Epoxidsiliciumdioxid realisiert und mit einem vertikalen
Polarisationsgitter überdeckt, das aus einem feinen Netz aus
horizontalen geradlinigen Leiterdrähten 21 besteht, das zur
Realisierung eines Heizgitters eines Enteisungsnetzwerks
ausgenutzt wird.
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Zur Realisierung dieses Heizgitters sind die horizontalen
geradlinigen Leiterdrähte 21 des vertikalen Polarisationsgitters
mit ihren Enden untereinander in seriell-parallelen
Kombinationen angeschlossen, die zwei Paare von symmetrischen
Zickzackmustern 22, 23 und 24, 25 bilden, die sich die Höhe des Schirms
20 teilen und bei 26, 27 ihre Verbindung mit Leitern
ermöglichen, die zu Klemmen 28, 29 führen, die zum Anschluß einer
Versorgungsquelle bestimmt sind, die einen Heizstrom liefert. Wie
oben sind diese Anschlußpunkte 26, 27 einerseits über zwei
Tiefpaßfilter 30, 31 zum Sperren des Impulsstroms mit den
Anschlußklemmen 27, 28 der Versorgungsquelle und andererseits
über zwei Funkenstrecken 32, 33 mit Masse verbunden.
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Die Zickzackmuster 22, 23 des ersten Paares, die den oberen
Teil des Schirms 20 überdecken, sind bezüglich einer
horizontalen Achse AA' symmetrisch. Aufgrund dieser Symmetrie bilden sie
Windungen mit der gleichen Oberfläche, die von induzierten
elektromotorischen Kräften mit der gleichen Amplitude
durchflossen werden, die in entgegengesetzten Richtungen fließen und
sich in Opposition an den Anschlußpunkten 26, 27 kombinieren,
wo sie sich neutralisieren. Die Zickzackmuster 24, 25 des
zweiten Paares, die den unteren Teil des Schirms 20 überdecken,
sind bezüglich einer horizontalen Achse BB' symmetrisch.
Aufgrund dieser Symmetrie bilden auch sie Windungen mit der
gleichen Oberfläche, die von induzierten elektromotorischen Kräften
mit der gleichen Amplitude durchflossen werden, die in
entgegengesetzten Richtungen fließen und sich in Opposition an den
Anschlußpunkten 26, 27 kombinieren, wo sie sich neutralisieren.
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Die beiden Paare von Zickzackmustern 22, 23 und 24, 25 sind
ferner bezüglich einer horizonalen Mittenachse CC' zueinander
symmetrisch.
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In der Praxis ist jeder horizontale geradlinige Leiterdraht,
der in den Figuren als ein einziges Element gezeichnet ist, aus
der Parallelanordnung mehrerer, z.B. vier, horizontaler
geradliniger
Leiterdrähte in der Nähe des Polarisationsgitters
gebildet, womit es möglich wird, die Kontinuität des
Enteisungsgitters selbst dann zu gewährleisten, wenn einer der
horizontalen geradlinigen Leiterdrähte unterbrochen ist.