EP0903807A2 - Verfahren zum Herstellen einer Antennenlinse - Google Patents

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EP0903807A2
EP0903807A2 EP98111130A EP98111130A EP0903807A2 EP 0903807 A2 EP0903807 A2 EP 0903807A2 EP 98111130 A EP98111130 A EP 98111130A EP 98111130 A EP98111130 A EP 98111130A EP 0903807 A2 EP0903807 A2 EP 0903807A2
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EP
European Patent Office
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lens
shell
antenna
lens core
coating layer
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Jürgen Lier
Jörg SCHNEEMANN
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Telent GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/08—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism formed of solid dielectric material

Definitions

  • the present invention relates to a method for Manufacture of an antenna lens consisting of a Lens core and a surrounding coating layer.
  • Antenna lenses made of a dielectric material are described in US Pat. No. 4,769,646. These antenna lenses can have planar or structured surfaces, depending on which beam shaping is to be achieved with them.
  • a known surface structure of an antenna lens is the so-called Fresnel structure.
  • dielectric materials for the lens which have a very high dielectric constant ( ⁇ > 9).
  • ceramic materials meet this requirement for a high dielectric constant.
  • the lens body which consists of a ceramic material, is surrounded by a coating layer in order to reduce reflections on the antenna lens as much as possible.
  • This coating layer is most effective if it consists of a material with a dielectric constant that corresponds approximately to the square root of the dielectric constant of the lens core made of ceramic material.
  • the coating layer with which the lens core is coated consists of a plastic.
  • the invention lies therefore based on the task of a manufacturing process to specify an antenna lens of the type mentioned at the outset, whose manufacturing outlay is as low as possible.
  • the liquid, powdery or pasty material becomes preferably introduced through an opening in the shell, which is then closed again.
  • material for the lens core comes e.g. Plastics and mixtures of Plastic with ceramic materials in question.
  • the antenna lens are in a first Process step two rigid partial shells 1 and 2 manufactured according to the desired Surface structure of the lens are shaped.
  • the illustrated embodiment is the surface of the two partial shells 1 and 2 smooth. Deviating from this, however any other remaining structure, e.g. Fresnel structure, will be realized.
  • the two partial shells 1 and 2 are made made of a plastic whose dielectric constant the square root of the electricity constant of the actual lens material, the one below lens core described corresponds. Under this The partial shells 1 and 2 are an ideal requirement Coating layer for the lens.
  • a plastic material for partial lenses 1 and 2 come e.g. Plexiglass, polycarbonate or similar other materials in question. Suitable Marerials are e.g.
  • cyclodefin copolymers also cyclodefin copolymers, Polyolefins, polyphenylene ethers, acrylonitride, styrene, Acrylic ester polymer and modified styrene polymers. If for the partial shells a dielectric constant less than 2 the substances listed above may be required can also be used in foamed form.
  • the partial shells 1 and 2 can be produced using common methods such as e.g. Deep drawing or injection molding with a wall thickness between 2 and 10 mm can be manufactured.
  • the planar partial shell 2 can e.g. can also be an extruded or cast sheet.
  • the two separately manufactured partial shells 1 and 2 are then assembled into a closed shell, by being at the separation point 3 by welding, gluing or with other suitable joining techniques (e.g. Snap connection).
  • the described shell 1, 2 has on the one hand the function of a coating layer for the lens and on the other hand it forms a firmly delimited space which defines the shape of the antenna lens.
  • This space is now filled with a liquid or powdery or pasty material 5, which forms the lens core.
  • the liquid, powdery or pasty material 5 is selected so that it has a dielectric constant required for the lens core.
  • Suitable materials are, for example, polyethylene or polypropylene or a ceramic material such as Al 2 O 3 , TiO 2 or CaZO x .
  • powdery or pasty material 5 in to be able to introduce the cavity of the shell 1, 2 in the shell an opening 4 is provided, which after Introducing the material is closed again.

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Abstract

Ein fertigungstechnisch einfach durchführbares Verfahren besteht darin, daß eine die Vergütungsschicht bildende, die Form der Linse vorgebende steife Schale (1, 2) hergestellt wird und daß der Hohlraum der Schale (1, 2) mit einem den Linsenkern bildenden flüssigen, pulverförmigen oder pastösen Material (5) ausgefüllt wird.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Antennenlinse, bestehend aus einem Linsenkern und einer diesen umgebenden Vergütungsschicht.
In der US 4,769,646 sind aus einem dielektrischen Material bestehende Antennenlinsen beschrieben. Diese Antennenlinsen können planare oder auch strukturierte Oberflächen aufweisen, je nachdem welche Strahlformung damit realisiert werden soll. Eine bekannte Oberflächenstruktur einer Antennenlinse ist die sogenannte Fresnel-Struktur. Damit Antennenlinsen eine möglichst kompakte Bauform erhalten, müssen sie eine kurze Brennweite haben. Dies läßt sich mit dielektrischen Materialien für die Linse erreichen, die eine sehr hohe Dielektrizitätskonstante (ε > 9) aufweisen. Wie aus der, eine dielektrische Antennenlinse offenbarenden US 5,154,973 hervorgeht, erfüllen Keramikmaterialien diese Forderung nach einer hohen Dielektrizitätskonstanten. Als geeignete Keramikmaterialien werden dort beispielsweise CaTiO3, SrTiO3, BaO-Nd2O3-TiO2, BaTiO3 und ZnO angegeben. Gemäß der US 5,154,973 wird der aus einem Keramikmaterial bestehende Linsenkörper mit einer Vergütungsschicht umgeben, um Refklexionen an der Antennenlinse möglichst weitgehend zu reduzieren. Diese Vergütungsschicht ist dann am wirksamsten, wenn sie aus einem Material mit einer Dielektrizitätskonstanten besteht, die etwa der Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstanten des aus Keramikmaterial bestehenden Linsenkerns entspricht. Die Vergütungsschicht, mit der der Linsenkern überzogen wird, besteht gemäß diesem Stand der Technik aus einem Kunststoff.
Erfahruugsgemäß ist die Herstellung von keramischen Linsen, deren Durchmesser größer als 20 cm ist, mit einem hohen verfahrenstechnischen Aufwand verbunden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Antennenlinse der eingangs genannten Art anzugeben, dessen fertigungstechnischer Aufwand möglichst gering ist.
Vorteile der Erfindung
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß eine die Vergütungsschicht bildende, die Form der Linse vorgebende steife Schale hergestellt wird und daß der Hohlraum der Schale mit einem den Linsenkern bildenden flüssigen, pulverförmigen oder pastösen Material ausgefüllt wird. Die die Vergütungsschicht bildende Schale, welche ja nicht aus einem keramischen Material besteht, läßt sich auf einfache Weise mit üblichen Verfahren herstellen. Das Ausfüllen des Hohlraums der Schale mit einem flüssigen, pulverförmigen oder pastösen Material ist ebenfalls verfahrenstechnisch sehr einfach durchzuführen.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Danach ist es zweckmäßig, die Schale aus zwei separaten Teilschalen herzustellen und diese anschließend zu einer geschlossenen Schale zusammenzusetzen. Die Schale kann aus einem Kunststoff durch ein Tiefziehverfahren oder durch Spritzguß hergestellt werden.
Das flüssige, pulverförmige oder pastöse Material wird vorzugsweise durch eine Öffnung in der Schale eingebracht, die anschließend wieder verschlossen wird. Als Material für den Linsenkern kommen z.B. Kunststoffe sowie Mischungen aus Kunststoff mit keramischen Materialien in Frage.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur in der Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine Antennenlinse.
Zur Herstellung der Antennenlinse werden in einem ersten Verfahrensschritt zwei steifen Teilschalen 1 und 2 gefertigt, die entsprechend der gewünschten Oberflächenstruktur der Linse geformt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche der beiden Teilschalen 1 und 2 glatt. Davon abweichend kann aber jede andere bliebige Struktur, z.B. Fresnel-Struktur, realisiert werden. Die beiden Teilschalen 1 und 2 werden aus einem Kunststoff gefertigt, dessen Dielektrizitätskonstante der Quadratwurzel der Elektrizitatskonstanten des eigentlichen Linsenmaterials, des weiter unten noch beschriebenen Linsenkerns, entspricht. Unter dieser Voraussetzung bilden die Teilschalen 1 und 2 eine ideale Vergütungsschicht für die Linse. Als Kunststoffmaterial für die Teillinsen 1 und 2 kommen z.B. Plexiglas, Polycarbonat oder ähnliche andere Materialien in Frage. Geeignete Marerialien sind z.B. auch Cyklodefincopolymere, Polyolefine, Polyphenylenether, Acrylnitrid, Styrol, Acrylester-Polymer sowie modifizierte Styrolpolymere. Falls für die Teilschalen eine Dielektrizitätskonstante kleiner 2 erforderlich ist, können die vorangehend aufgeführten Stoffe auch in geschäumter Form verwendet werden.
Die Teilschalen 1 und 2 können durch gängige Verfahren wie z.B. Tiefziehen oder Spritzguß mit einer Wanddicke zwischen 2 und 10 mm hergestellt werden. Die planare Teilschale 2 kann z.B. auch eine extrudierte oder gegossene Platte sein.
Die beiden separat gefertigten Teilschalen 1 und 2 werden anschließend zu einer geschlossenen Schale zusammengefügt, indem sie an der Trennstelle 3 durch Schweißen , Kleben oder mit anderen geeigneten Verbindungstechniken (z.B. Schnappverbindung) miteinander verbunden werden.
Die beschriebene Schale 1, 2 hat einerseits die Funktion einer Vergütungsschicht für die Linse und andererseits bildet sie einen fest umgrenzten, die Form der Antennenlinse vorgebenden Raum. Dieser Raum wird nun mit einem flüssigen oder pulverförmigen oder pastösen Material 5 ausgefüllt, das den Linsenkern bildet. Das flüssige, pulverförmige oder pastöse Material 5 ist so ausgewählt, daß es eine für den Linsenkern erforderliche Dielektrizitätskonstante aufweist. Geeignete Materialien sind z.B. Polyethylen oder Polypropylen oder ein keramisches Material wie z.B. Al2O3, TiO2 oder CaZOx.
Um das flüssige, pulverförmige oder pastöse Material 5 in den Hohlraum der Schale 1, 2 einbringen zu können, ist in der Schale eine Öffnung 4 vorgesehen, die nach dem Einbringen des Materials wieder verschlossen wird.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Antennenlinse, bestehend aus einem Linsenkern (5) und einer diesen umgebenden Vergütungsschicht (1, 2), dadurch gekennzeichnet, daß eine die Vergütungsschicht bildende, die Form der Linse vorgebende steife Schale (1, 2) hergestellt wird und daß der Hohlraum der Schale (1, 2) mit einem den Linsenkern bildenden flüssigen, pulverförmigen oder pastösen Material (5) ausgefüllt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale aus zwei separat hergestellten Teilschalen (1, 2) zusammengesetzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (1, 2) aus einem Kunststoff hergestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschalen (1, 2) im Tiefziehverfahren hergestellt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschalen (1, 2) durch Spritzguß hergestellt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige, pulverförmige oder pastöse Material (5) durch eine Öffnung (4) in der Schale (1) eingebracht wird und daß die Öffnung (4) anschließend verschlossen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenkern aus einem keramischen Material (5) gebildet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material (5) für den Linsenkern Kunststoff verwendet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material (5) für den Linsenkern ein mit Keramik gefüllter Kunststoff verwendet wird.
EP98111130A 1997-09-18 1998-06-17 Verfahren zum Herstellen einer Antennenlinse Withdrawn EP0903807A3 (de)

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