EP3533108A1 - Radomwandung für kommunikationsanwendungen - Google Patents

Radomwandung für kommunikationsanwendungen

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EP3533108A1
EP3533108A1 EP17793900.6A EP17793900A EP3533108A1 EP 3533108 A1 EP3533108 A1 EP 3533108A1 EP 17793900 A EP17793900 A EP 17793900A EP 3533108 A1 EP3533108 A1 EP 3533108A1
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EP
European Patent Office
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radomwandung
layers
core
radome
core layers
Prior art date
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EP17793900.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3533108B1 (de
Inventor
Tobias ADUGNA
Arno Strotmann
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Lufthansa Technik AG
Original Assignee
Lufthansa Technik AG
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Publication date
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Publication of EP3533108A1 publication Critical patent/EP3533108A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3533108B1 publication Critical patent/EP3533108B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H01Q1/422—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome comprising two or more layers of dielectric material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons

Definitions

  • the invention relates to a Radomwandung for communication, in particular data transmission, in the frequency band of 17 to 31 GHz, in particular for use on commercial aircraft, and a radome with corresponding Radomwandung.
  • radomes In order to protect antennas for emitting and / or receiving electromagnetic radiation from external mechanical or chemical influences, such as, for example, wind and rain, protective covers for antennas known as "radomes" are known, in addition to the structural strength required for protecting the antennas is essential for radomes that they have a suitable transmission behavior, that is sufficiently permeable to the electromagnetic radiation in the for the antenna (s) relevant frequency range - for communication applications such as data transmission, for example. From 17 to 31 GHz - are.
  • the wall of the radome in a sufficiently large range for the angle of incidence starting from an orthogonal impingement of the radiation on the wall a good Have transmission behavior.
  • An example of such an application is must be adapted to the protection of antennas for satellite communications in commercial aircraft, in which the Ra spines for aerodynamic reasons the design of the aircraft fuselage but which the electromag ⁇ -magnetic radiation occurs regularly not orthogonal to the radomes or this permeates.
  • radomes are extensively known in three- or five-layer structures sand ⁇ more GRP and foam layers, on the one hand have a sufficient transmission behavior on ⁇ on the other hand provide sufficient structural ⁇ strength at low weight.
  • suitable layer arrangements for desired frequency ranges in particular with regard to the thickness of the individual layers, whereby the dielectric constants of the individual layer materials also have to be taken into account.
  • a disadvantage of the state of the art is that the quality of the transmission behavior in the case of an angle of incidence deviating from an orthogonal impingement of the electromagnetic radiation on the radome wall is strongly dependent on compliance with the previously calculated thickness of the individual layers. As a result, the manufacturing tolerances in terms of thickness of the individual layers are very low, which has a costly and costly production result.
  • Object of the present invention is to provide a Radomwandung, in which the disadvantages of the prior art no longer occur or at least only to a lesser extent. This problem is solved by a Radomwandung according to the
  • the invention relates to a radome wall for communication, in particular data transmission, in the frequency band of 17 to 31 GHz for use on commercial aircraft comprising a multi-layer structure with alternating arrangement of force-absorbing solid cover layers and shear-resistant core layers, wherein the Radomwandung comprises at least four cover layers, of which two form the outsides of Radomwandung, and wherein the cover layers and the core layers are of dielectric materials.
  • the invention further relates to a radome for use on commercial aircraft, the wall of which is designed according to the invention.
  • the Radomwandung according to the invention is characterized in that it in a sandwich construction with n> 4, and cover layers - to be because the outer sides of the wall ge ⁇ forms in each case by a covering layer - is formed of n-1 core layers.
  • the cover layers are force-absorbing solid layers, which are supported by only dimensionally stable core layers and kept at a distance.
  • the core layers take it compared to the outer layers only a small part of the forces acting on the component forces to exhibit under stress but only a few significant and negligible deformation under operating load (often far un ⁇ ter 1%).
  • the specific gravity of the outer layer is higher than the specific gravity of Kernschich ⁇ th in the prior art sandwich constructions are known in principle and -. Not only in terms of radomes - widespread. In particular, it is known that using a sandwich construction, a high rigidity can be achieved with low weight.
  • the radome wall formed in this way it is furthermore necessary for the radome wall formed in this way to have a good transmission behavior.
  • ⁇ rich smallest possible attenuation and a high electrostatic ⁇ magnetic permeability be achieved angle of incidence range over the largest possible entry in the relevant for the protected by the radome antenna Frequency Ranges. While corresponding in principle can be achieved even with three- or five-layer sandwich structures according to the prior art, requires but this is a highly accurate production.
  • very low manufacturing tolerances must be maintained in the prior art to reliably avoid deterioration of the transmission properties.
  • the invention is based on the finding that layers in a multilayer structure of Radomwandung with at least four deck ⁇ - that an at least seven-layer sandwich structure - a much more tolerant design compared to smaller ren thickness fluctuations lead without causing relevant deterioration of the relevant transmission characteristics.
  • the production costs of a radome wall according to the invention can nevertheless be reduced compared to a three- or five-layer design from the prior art, since the manufacturing tolerances can be chosen significantly more generously.
  • a high overall strength of the Radomwandung can be achieved, which can at least correspond to that of a three- or five-ply design. Also weight savings compared to the prior art are usually possible.
  • the thicknesses of the individual top and core layers can be - determine the required frequency range by simple, generally known to those skilled parameter studies optimal thicknesses for the individual layers, with which good electromagnetic transmission ⁇ properties - taking account of the dielectric constant in the desired frequency range.
  • the good transmission properties over a large angular range of 0 ° to about 65 °, in each case with respect to the surface normal of the outside of the Radomwandung at the point where the electromagnetic radiation impinges.
  • This is particularly advantageous for radomes of antennas for Satellite communications aboard commercial aircraft operating regularly in the frequency range 17 to 31 GHz. It is thus possible to make the radome aerodynamically favorable as part of the outer shell of the aircraft, without there being a significant bandwidth loss.
  • rümpf- or empennage-mounted antennas for broadband Sa ⁇ telliten Schemeschreibtragung be realized.
  • the Radomwandung is surface symmetric to the median plane of the Radomwandung. Due to the symmetrical construction, it is ensured that the same good transmission properties are present both for the transmission and the reception of signals by the antenna protected by the radome wall.
  • both the outer sides of the Radomwandung nearest core layers thicker than that of the central plane of the Radomwandung closest ⁇ core layer (s).
  • the good transmittance especially over a wide angle of incidence range eg. From 0 ° to 65 ° ensured.
  • the tolerance for the thickness of the cover layers may be for a nominal thickness to 1 mm ⁇ 30%, preferably ⁇ 20%, and for a nominal thickness greater than 1 mm ⁇ 0.3 mm, preferably ⁇ 0.2 mm.
  • the tolerance for the core layers is preferably ⁇ 0.4 mm, more preferably ⁇ 0.3 mm, more preferably ⁇ 0.2 mm. Ent ⁇ speaking tolerances can be achieved in the production of a Radomwandung invention without the need for complex and expensive manufacturing processes are erforder ⁇ Lich.
  • four cover layers and three core layers are provided, the material thickness of the Sequence preferably 0.42 mm (top layer), 2.00 mm ( ⁇ core layer), 0.21 mm (top layer), 1.00 mm (core layer),
  • top layer 0.21 mm (top layer), 2.00 mm (core layer), 0.42 mm ( ⁇ cover layer), respectively.
  • These material thicknesses can of course be provided with the tolerances mentioned above.
  • the material thicknesses of the turn preferably 0.63 mm (top layer), 2.50 mm (core layer), 0.84 mm (top layer), 2.00 mm (core ⁇ layer), 1.06 mm (cover layer), 2.00 mm (core layer),
  • both preferred embodiments show very good transmission properties for an angle of incidence range of 0 ° to 65 °, wherein the frequency range for the good transmission properties can be set significantly above the dielectric constant of the material used for the cover and the core layer.
  • the determination of the required dielectric constant to achieve the desired frequency range is readily possible for the skilled person. It is preferred if the dielectric constant of the cover layers is greater than the dielectric constant of the core layers. For a frequency range of 17 GHz to 31 ° GHz, the dielectric constant of the cover layers is preferably between 2.8 and 4.0, more preferably between 3.0 and 3.6.
  • the dielectric constant of the core layers is preferably between 1.0 and 1.4, more preferably between 1.0 and 1.2.
  • the cover layers are preferably each formed by one or more layers of prepreg material, preferably quartz glass fiber / epoxy prepreg. It can to act with resin pre-impregnated quartz fiber fabric, in particular wherein the resin is preferably thermosetting, more preferably is a Epo ⁇ xidharz. The use of polyester resin is also possible.
  • the thickness of a single prepreg is preferably ⁇ 0.21 mm before ⁇ . With a corresponding prepreg, the thicknesses of the individual outer layers of the preferred embodiments can be readily achieved.
  • the core layers are preferably each by foam Mate ⁇ rial, preferably of a polyimide foam, gebil ⁇ det.
  • foam Mate ⁇ rial preferably of a polyimide foam, gebil ⁇ det.
  • Schaummate- rials the required shape stability and dielektri ⁇ specific permeability can be ensured.
  • Preferably can be a homogeneous surface herstel ⁇ len, which allows a large-surface connection to the overlying outer layer to the foam material.
  • the radome of the invention differs from the
  • FIG. 1 shows a schematic section through a first embodiment of a Radomwandung invention
  • FIG. 2 shows a schematic section through a second embodiment of a Radomwandung invention.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a radome wall 1 according to the invention for communication, in particular data transmission, in the frequency band from 17 to 31 GHz for use on commercial aircraft in a sectional view.
  • the Radomwandung 1 comprises four cover layers 11, 12, 12 11 ⁇ and three core layers 21, 22, 21 ⁇ .
  • the cover layers 11 and 11 ⁇ each form an outer side of the Radomwandung 1, while the core layers 21, 22, 21 ⁇ each between two cover layers 11, 12, 12 11 ⁇ are arranged.
  • the outer layers 11, 12, 12, 11 are formed from ⁇ Quarzglasfa- ser / epoxy prepreg, wherein the thickness of a single ⁇ NEN prepreg layer is 0.21 mm and the thicknesses of the cover layers thereof 11, 12, 12 11 respectively exclusively a multiple ⁇ are.
  • the core layers 21, 22, 21 ⁇ are made of foam material, namely of a rigid polyimide foam.
  • the Radomwandung 1 is constructed surface symmetry to the median plane 2, wherein the two of the outer sides of Radomwandung 1 nearest core layers 21, 21 ⁇ are thicker than lying in the median plane 2 of Radomwandung 1 core layer 22.
  • the thickness of the individual deck 11, 12, 12th 11 ⁇ and core layers 21, 22, 21 and their respective dielectric constants are shown in the following table: Layer Thickness Dielectric Constant
  • the Radomwandung 1 shown has, despite the comparatively ⁇ large tolerances for a frequency range of 17 to 31 GHz at any angle of incidence between 0 ° to 65 ° on very good transmission properties.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a second embodiment of a Radomwandung invention 1, which is also designed for communication or data transmission in the frequency band of 17 to 31 GHz for use on commercial aircraft.
  • the Radomwandung 1 comprises five cover layers 11, 12, 13, 12 11 ⁇ and in the sequence four core layers 21, 22, 22 21 ⁇ .
  • the cover layers 11 and 11 ⁇ again form an outer side of the Radomwandung 1.
  • the arrangement of the remaining layers 12, 13, 12 21, 22, 22 21 ⁇ results from Figure 2.
  • the cover 11, 12, 13, 12 11th ⁇ and core layers 21, 22, 22 21 ⁇ are constructed analogously to the embodiment of Figure 1.
  • the Radomwandung 1 according to Figure 2 is built up area symmetrically to the center plane 2, wherein the both of the outsides of the Radomwandung 1 nearest core layers 21, 21 are ⁇ thicker than the core layers adjacent to the center plane 2 of the Radomwandung 1 lying 22, 22 ⁇ .
  • a tolerance of ⁇ 20% is provided.
  • the tolerance is ⁇ 0.2 mm.
  • the radome wall 1 shown in FIG. 2 also has an arbitrary frequency range from 17 to 31 GHz

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radomwandung(1)für Kommunika- tion, insbesondere Datenübertragung,im Frequenzband von 17 bis 31GHz, insbesondere zur Nutzung an Verkehrsflugzeugen, sowie ein Radom mit entsprechender Radomwandung (1). Die erfindungsgemäße Radomwandung (1) für Kommunikation im Frequenzband von 17 bis 31GHz zur Nutzung an Verkehrsflugzeu- gen umfasst einen Mehrschichtaufbau mit wechselnder Anordnung von kraftaufnehmenden festen Deckschichten (11, 12, 13, 12', 11') und schubsteifen Kernschichten (21, 22, 22', 21'), wobei die Radomwandung (1) wenigstens vier Deckschichten (11, 12, 3, 12', 11') umfasst, von denen zwei (11, 11') die Außensei- ten der Radomwandung (1) bilden, und wobei die Deckschichten (11, 12, 13, 12', 11') und die Kernschichten (21, 22, 22', 21') aus dielektrischen Materialen sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Radom zur Nutzung an Ver- kehrsflugzeugen,dessen Wandung erfindungsgemäßausgebildet ist.

Description

Radomwandung für Kommunikationsanwendungen
Die Erfindung betrifft eine Radomwandung für Kommunikation, insbesondere Datenübertragung, im Frequenzband von 17 bis 31 GHz, insbesondere zur Nutzung an Verkehrsflugzeugen, sowie ein Radom mit entsprechender Radomwandung.
Zum Schutz von Antennen zur Abstrahlung und/oder zum Empfang von elektromagnetischer Strahlung vor äußeren mechanischen o- der chemischen Einflüssen, wie bspw. Wind und Regen, sind als „Radome" bezeichnete Schutzhüllen für Antennen bekannt. Neben der zum Schutz der Antennen erforderlichen strukturellen Festigkeit ist für Radome wesentlich, dass sie ein geeignetes Transmissionsverhalten aufweisen, also im ausreichenden Maße durchlässig für die elektromagnetische Strahlung in dem für die zu schützende Antenne (n) relevanten Frequenzbereich - für Kommunikationsanwendungen wie Datenübertragung bspw. von 17 bis 31 GHz - sind.
Insbesondere für Anwendungen, in denen die Formgebung eines Radoms nicht beliebig frei gewählt werden kann, ist es weiter¬ hin erforderlich, dass die Wandung des Radoms auch in einem ausreichend großen Bereich für den Einfallswinkel ausgehend von einem orthogonalen Auftreffen der Strahlung auf die Wandung ein gutes Transmissionsverhalten aufweisen. Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist der Schutz von Antennen zur Satellitenkommunikation an Verkehrsflugzeugen, bei denen die Ra- dorne aus aerodynamischen Gründen an die Formgebung der Flugzeughülle angepasst sein müssen, womit jedoch die elektromag¬ netische Strahlung regelmäßig nicht orthogonal auf die Radome auftritt bzw. diese durchdringt.
Im Stand der Technik, wie er bspw. in EP 2 747 202 AI zusam- mengefasst ist, sind Radome aus drei- oder fünf-lagigen Sand¬ wichstrukturen umfassend GFK- und Schaumstofflagen bekannt, die einerseits ein ausreichendes Transmissionsverhalten auf¬ weisen, andererseits bei geringem Gewicht ausreichende struk¬ turelle Festigkeit bieten. Hierzu lassen sich für gewünschte Frequenzbereiche geeignete Lagenanordnungen, insbesondere im Hinblick auf die Dicke der einzelnen Lagen berechnen, wobei auch die Dielektrizitätskonstanten der einzelnen Lagenmateria- len berücksichtigt werden müssen.
Nachteilig an dem Stand der Technik ist jedoch, dass die Güte des Transmissionsverhalten bei von einem orthogonalen Auftref- fen der elektromagnetischen Strahlung auf die Radomwandung abweichenden Einfallswinkel stark von der Einhaltung der zuvor berechneten Dicke der einzelnen Lagen abhängt. In der Folge sind die Fertigungstoleranzen hinsichtlich Dicke der einzelnen Lagen sehr gering, was eine aufwendige und kostenintensive Herstellung zur Folge hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radomwandung zu schaffen, bei der die Nachteile aus dem Stand der Technik nicht mehr oder zumindest nur noch im verminderten Umfang auftreten . Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Radomwandung gemäß dem
Hauptanspruch sowie durch ein Radom gemäß dem nebengeordneten Anspruch 12. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Demnach betrifft die Erfindung eine Radomwandung für Kommuni- kation, insbesondere Datenübertragung, im Frequenzband von 17 bis 31 GHz zur Nutzung an Verkehrsflugzeugen umfassend einen Mehrschichtaufbau mit wechselnder Anordnung von kraftaufnehmenden festen Deckschichten und schubsteifen Kernschichten, wobei die Radomwandung wenigstens vier Deckschichten umfasst, von denen zwei die Außenseiten der Radomwandung bilden, und wobei die Deckschichten und die Kernschichten aus dielektrischen Materialen sind.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Radom zur Nutzung an Verkehrsflugzeugen, dessen Wandung erfindungsgemäß ausgebildet ist .
Die erfindungsgemäße Radomwandung zeichnet sich dadurch aus, dass sie in Sandwichbauweise mit n > 4 Deckschichten und - da die Außenseiten der Wandung jeweils durch eine Deckschicht ge¬ bildet werden sollen - n— 1 Kernschichten gebildet wird. Bei den Deckschichten handelt es sich um kraftaufnehmende feste Schichten, die von lediglich formstabilen Kernschichten gestützt und auf Abstand gehalten werden. Die Kernschichten nehmen dabei im Vergleich zu den Deckschichten nur einen geringen Teil der auf das Bauteil einwirkenden Kräfte auf, weisen unter Belastung aber dennoch nur eine kaum nennenswerte und zu vernachlässigende Deformation unter Betriebslast (häufig weit un¬ ter 1%) auf. Im Regelfall ist das spezifische Gewicht der Deckschicht höher als das spezifische Gewicht der Kernschich¬ ten. Im Stand der Technik sind entsprechende Sandwichbauweisen grundsätzlich bekannt und - nicht nur in Bezug auf Radome - weit verbreitet. Insbesondere ist bekannt, dass sich mithilfe einer Sandwichbauweise eine hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht erreichen lässt.
Für die Verwendung der Sandwichbauweise für Radome ist weiter- hin erforderlich, dass die so gebildete Radomwandung ein gutes Transmissionsverhalten aufweist. Insbesondere soll in dem für die durch das Radom geschützte Antenne relevanten Frequenzbe¬ reich eine möglichst geringe Dämpfung bzw. eine hohe elektro¬ magnetische Durchlässigkeit über einen möglichst großen Ein- fallswinkelbereich erreicht werden. Während entsprechendes grundsätzlich auch bei drei- oder fünf-lagigen Sandwichstrukturen gemäß dem Stand der Technik erreichbar ist, erfordert dies jedoch eine hochgenaue Fertigung. Insbesondere in Bezug auf die Dicke der einzelnen Schichten müssen im Stand der Technik sehr geringe Fertigungstoleranzen zur sicheren Vermeidung von Verschlechterungen der Transmissionseigenschaften eingehalten werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Mehrschichtaufbau der Radomwandung mit wenigstens vier Deck¬ schichten - also einer wenigstens sieben-lagigen Sandwichstruktur - ein deutlich toleranteres Design gegenüber kleine- ren Dickenschwankungen führt, ohne dass es zu relevanten Verschlechterungen der relevanten Transmissionseigenschaften kommt. Trotz der größeren Anzahl der Schichten und dem damit einhergehenden größeren Herstellungsaufwand, lassen sich dennoch die Herstellungskosten einer erfindungsgemäßen Radomwan- dung gegenüber einem drei- oder fünf-lagigen Design aus dem Stand der Technik reduzieren, da die Fertigungstoleranzen deutlich großzügiger gewählt werden können. Gleichzeitig lässt sich eine hohe Gesamtfestigkeit der Radomwandung erreichen, die wenigstens derjenigen eines drei- oder fünf-lagigen Design entsprechen kann. Auch sind in der Regel Gewichtseinsparungen gegenüber dem Stand der Technik möglich.
Durch geeignete Wahl der Dicken der einzelnen Deck- und Kernschichten lassen sich - unter Berücksichtigung der jeweiligen Dielektrizitätskonstanten - für den gewünschten Frequenzbe- reich durch einfache, dem Fachmann grundsätzlich bekannte Parameterstudien optimale Dicken für die einzelnen Schichten bestimmen, mit denen sich gute elektromagnetische Transmissions¬ eigenschaften im gewünschten Frequenzbereich erreichen lassen. Dabei lassen sich die guten Transmissionseigenschaften über einen großen Winkelbereich von 0° bis zu ca. 65°, jeweils bezüglich der Flächennormalen der Außenseite der Radomwandung an der Stelle, an der die elektromagnetische Strahlung auftrifft. Dies ist insbesondere Vorteilhaft für Radome von Antennen für die Satellitenkommunikation an Bord von Verkehrsflugzeugen, die regelmäßig im Frequenzbereich von 17 bis 31 GHz arbeiten. Es ist so möglich, das Radom aerodynamisch günstig als Teil der Außenhülle des Flugzeugs auszugestalten, ohne dass es zu einem maßgeblichen Bandbreitenverlust käme. So lassen sich rümpf- oder leitwerksmontierte Antennen für die Breitband-Sa¬ tellitendatenübertragung realisieren.
Es ist bevorzugt, wenn die Radomwandung flächensymmetrisch zur Mittelebene der Radomwandung ist. Aufgrund des symmetrischen Aufbaus ist sichergestellt, dass sowohl für das Senden als auch das Empfangen von Signalen durch die von der Radomwandung geschützte Antenne die gleichen guten Transmissionseigenschaf¬ ten vorliegen.
Es ist weiter bevorzugt, dass die beiden der Außenseiten der Radomwandung nächstliegenden Kernschichten dicker sind als die der Mittelebene der Radomwandung nächstliegende Kern¬ schicht (en) . Durch eine entsprechende Ausgestaltung der
Schichten wird der gute Transmissionsgrad insbesondere über einen weiten Einfallswinkelbereich (bspw. von 0° bis 65°) si- chergestellt .
Die Toleranz für die Dicke der Deckschichten kann für eine Nenndicke bis 1 mm ±30%, vorzugsweise ±20%, und für eine Nenn¬ dicke über 1 mm ±0,3 mm, vorzugsweise ±0,2 mm betragen. Die Toleranz für die Kernschichten beträgt vorzugsweise ±0,4 mm, weiter vorzugsweise ±0,3 mm, weiter vorzugsweise ±0,2 mm. Ent¬ sprechende Toleranzen lassen sich bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Radomwandung erreichen, ohne dass hierfür aufwendige und kostenintensive Fertigungsverfahren erforder¬ lich sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind vier Deckschichten und drei Kernschichten vorgesehen, deren Materialstärken der Reihe nach vorzugsweise 0,42 mm (Deckschicht), 2,00 mm (Kern¬ schicht), 0,21 mm (Deckschicht), 1,00 mm (Kernschicht),
0,21 mm (Deckschicht), 2,00 mm (Kernschicht), 0,42 mm (Deck¬ schicht) betragen. Diese Materialstärken können selbstver- ständlich mit den vorstehend erwähnten Toleranzen versehen sein .
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform sind fünf Deckschichten und vier Kernschichten vorgesehen, deren Materialstärken der Reihe nach vorzugsweise 0,63 mm (Deckschicht), 2,50 mm (Kernschicht), 0,84 mm (Deckschicht), 2,00 mm (Kern¬ schicht), 1,06 mm (Deckschicht), 2,00 mm (Kernschicht),
0,84 mm (Deckschicht), 2,50 mm (Kernschicht), 0,63 mm (Deck¬ schicht) betragen. Auch hier können die vorstehend genannten Toleranzen vorgesehen sein. Beide bevorzugten Ausführungsformen zeigen sehr gute Transmissionseigenschaften für einen Einfallwinkelbereich 0° bis 65°, wobei der Frequenzbereich für die guten Transmissionseigenschaften maßgeblich über die Dielektrizitätskonstanten des verwendeten Materials für die Deck- und die Kernschicht fest- gelegt werden kann. Die Bestimmung der erforderlichen Dielektrizitätskonstanten zur Erreichung des gewünschten Frequenzbereiches ist dem Fachmann ohne weiteres möglich. Es ist dabei bevorzugt, wenn die Dielektrizitätskonstante der Deckschichten größer ist als die Dielektrizitätskonstante der Kernschichten. Für einen Frequenzbereich von 17 GHz bis 31°GHz liegt die Dielektrizitätskonstante der Deckschichten vorzugsweise zwischen 2,8 und 4,0, weiter vorzugsweise zwischen 3,0 und 3,6. Die Dielektrizitätskonstante der Kernschichten liegt vorzugsweise zwischen 1,0 und 1,4, weiter vorzugsweise zwischen 1,0 und 1,2. Die Deckschichten sind vorzugsweise jeweils durch eine oder mehrere Lagen aus Prepreg-Material , vorzugsweise Quarzglasfa- ser/Epoxidharz-Prepreg gebildet. Es kann sich insbesondere um mit Harz vorimprägniertes Quarzfasergewebe handeln, wobei das Harz vorzugweise duroplastisch, weiter vorzugsweise ein Epo¬ xidharz ist. Die Verwendung von Polyesterharz ist ebenfalls möglich. Die Dicke eines einzelnen Prepregs beträgt dabei vor¬ zugsweise 0,21 mm. Mit einem entsprechenden Prepreg lassen sich die Dicken der einzelnen Deckschichten der bevorzugten Ausführungsformen ohne weiteres erreichen.
Die Kernschichten sind vorzugsweise jeweils durch Schaummate¬ rial, vorzugsweise aus einem Polyimid-Hartschaumstoff, gebil¬ det. Dadurch wird ein besonders geringes spezifisches Gewicht der Radomwandung möglich. Durch geeignete Wahl des Schaummate- rials kann die erforderliche Formstabilität und die dielektri¬ sche Durchlässigkeit gewährleistet werden. Bevorzugt lässt sich mit dem Schaummaterial eine homogene Oberfläche herstel¬ len, die eine großflächige Verbindung zur aufliegenden Deckschicht ermöglicht. Das erfindungsgemäße Radom unterscheidet sich von aus dem
Stand der Technik bekannten Radomen lediglich in der Ausgestaltung der Radomwandung. Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Radoms wird daher auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen . Die Erfindung wird nun anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 : ein schematischer Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radomwandung; und Figur 2: ein schematischer Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radomwandung .
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Radomwandung 1 für Kommunikation, insbesondere Datenübertragung, im Frequenzband von 17 bis 31 GHz zur Nutzung an Verkehrsflugzeugen in einer Schnittansicht dargestellt.
Die Radomwandung 1 umfasst vier Deckschichten 11, 12, 12 11 λ und drei Kernschichten 21, 22, 21 λ. Die Deckschichten 11 und 11 λ bilden dabei jeweils eine Außenseite der Radomwandung 1, während die Kernschichten 21, 22, 21 λ jeweils zwischen zwei Deckschichten 11, 12, 12 11 λ angeordnet sind.
Die Deckschichten 11, 12, 12 11 λ sind aus Quarzglasfa- ser/Epoxidharz-Prepreg gebildet, wobei die Dicke einer einzel¬ nen Prepreglage 0,21 mm beträgt und die Dicken der Deckschichten 11, 12, 12 11 λ jeweils ausschließlich ein Vielfaches hiervon sind.
Die Kernschichten 21, 22, 21 λ sind aus Schaummaterial, nämlich aus einem Polyimid-Hartschaumstoff .
Die Radomwandung 1 ist flächensymmetrisch zur Mittelebene 2 aufgebaut, wobei die beiden der Außenseiten der Radomwandung 1 nächstliegenden Kernschichten 21, 21 λ dicker sind als die in der Mittelebene 2 der Radomwandung 1 liegende Kernschicht 22. Die Dicke der einzelnen Deck- 11, 12, 12 11 λ und Kernschichten 21, 22, 21 sowie deren jeweilige Dielektrizitätskonstanten ergeben sich aus der nachstehenden Tabelle: Schicht Dicke Dielektrizitätskonstante
11 0, 42mm 3,3
21 2 , 00mm 1,2
12 0 , 21mm 3,3
22 1, 00mm 1,2
12 Λ 0 , 21mm 3,3
21 Λ 2 , 00mm 1,2
11 Λ 0, 42mm 3,3
Für die genannten Dicken der Deckschichten 11, 12, 12 11 λ ist eine Toleranz von ±20% vorgesehen. Für die Dicken der Kernschichten 21, 22, 21 λ beträgt die Toleranz ±0,2 mm. Die dargestellte Radomwandung 1 weist trotz der vergleichs¬ weise großen Toleranzen für einen Frequenzbereich von 17 bis 31 GHz bei einem beliebigen Einfallwinkel zwischen 0° bis 65°sehr gute Transmissionseigenschaften auf.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Radomwandung 1, die ebenfalls für Kommunikation bzw. Datenübertragung im Frequenzband von 17 bis 31 GHz zur Nutzung an Verkehrsflugzeugen ausgebildet ist.
Die Radomwandung 1 umfasst fünf Deckschichten 11, 12, 13, 12 11 λ und in der Folge vier Kernschichten 21, 22, 22 21 λ. Die Deckschichten 11 und 11 λ bilden dabei wieder jeweils eine Außenseite der Radomwandung 1. Die Anordnung der übrigen Schichten 12, 13, 12 21, 22, 22 21 λ ergibt sich aus Figur 2. Die Deck- 11, 12, 13, 12 11 λ und Kernschichten 21, 22, 22 21 λ sind analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 aufgebaut. Auch die Radomwandung 1 gemäß Figur 2 ist flächensymmetrisch zur Mittelebene 2 aufgebaut, wobei die beiden der Außenseiten der Radomwandung 1 nächstliegenden Kernschichten 21, 21 λ dicker sind als die benachbart zur Mittelebene 2 der Radomwan- dung 1 liegenden Kernschichten 22, 22 λ .
Die Dicke der einzelnen Deck- 11, 12, 13, 12 11 λ und Kernschichten 21, 22, 22 21 sowie die jeweilige Dielektrizitätskonstante ergeben sich aus der nachstehenden Tabelle:
Für die genannten Dicken der Deckschichten 11, 12, 12 11 λ ist eine Toleranz von ±20% vorgesehen. Für die Dicken der Kernschichten 21, 22, 22 21 λ sowie für die Dicke der Deckschicht 13 beträgt die Toleranz ±0,2 mm.
Auch die in Figur 2 dargestellte Radomwandung 1 weist für ei- nen Frequenzbereich von 17 bis 31 GHz bei einem beliebigen
Einfallwinkel zwischen 0° bis 65°sehr gute Transmissionsei¬ genschaften auf.

Claims

Patentansprüche
Radomwandung (1) für Kommunikation im Frequenzband von 17 bis 31 GHz zur Nutzung an Verkehrsflugzeugen umfassend einen Mehrschichtaufbau mit wechselnder Anordnung von kraft¬ aufnehmenden festen Deckschichten (11, 12, 13, 12 11 λ) und schubsteifen Kernschichten (21, 22, 22 21 λ),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Radomwandung (1) wenigstens vier Deckschichten (11, 12, 13, 12 11 λ) umfasst, von denen zwei (11, 11 λ) die Außen¬ seiten der Radomwandung (1) bilden, wobei die Deckschichten (11, 12, 13, 12 11λ) und die Kernschichten (21, 22, 22 21 λ) aus dielektrischen Materialen sind.
Radomwandung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Radomwandung (1) flächensymmetrisch zur Mittelebene (2) der Radomwandung (1) ist.
Radomwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden der Außenseiten der Radomwandung (1) nächstliegenden Kernschichten (21, 21 λ) dicker sind als die der Mittelebene (2) der Radomwandung (1) nächstliegende Kernschicht (en) (22, 22 λ) .
Radomwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Toleranz für die Dicke der Deckschichten (11, 12, 13, 12 11 λ) für eine Nenndicke bis 1 mm ±30 ~6 , vorzugsweise ±20% und für eine Nenndicke über 1 mm ±0,4 mm, vorzugsweise ±0,3 mm, weiter vorzugsweise ±0,2 mm beträgt.
Radomwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier Deckschichten (11, 12, 12 11 λ) und drei Kernschichten (21, 22, 21 λ) vorgesehen sind, deren Materialstärken der Reihe nach vorzugsweise 0,42 mm, 2,00 mm, 0,21 mm, 1,00 mm, 0,21 mm, 2,00 mm, 0,42 mm betragen.
Radomwandung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
fünf Deckschichten (11, 12, 13, 12 11 λ) und vier Kernschichten (21, 22, 22 21 λ) vorgesehen sind, deren Materialstärken der Reihe nach vorzugsweise 0,63 mm, 2,50 mm, 0,84 mm, 2,00 mm, 1,06 mm, 2,00 mm, 0,84 mm, 2,50 mm,
0,63 mm betragen.
Radomwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die die Dielektrizitätskonstante der Deckschichten (11, 12, 13, 12 11 λ) größer ist als die Dielektrizitätskonstante der Kernschichten (21, 22, 22 21 λ).
Radomwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dielektrizitätskonstante der Deckschichten (11, 12, 13, 12 11 λ) zwischen 2,8 und 4,0, vorzugsweise zwischen 3,0 und 3 , 6 liegt .
Radomwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dielektrizitätskonstante der Kernschichten zwischen 1,0 und 1,4, vorzugsweise zwischen 1,0 und 1,2 liegt.
Radomwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschichten (11, 12, 13, 12 11 λ) jeweils durch oder mehrere Lagen aus Prepreg-Material , vorzugsweise Quarzglasfaser/Epoxidharz-Prepreg gebildet wird, wobei die Dicke des Prepregs vorzugsweise 0,21 mm beträgt.
Radomwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kernschichten (21, 22, 22 21 λ) jeweils durch Schaummaterial, vorzugsweise aus einem Polyimid-Hartschaumstoff, gebildet ist.
Radom zur Nutzung an Verkehrsflugzeugen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wandung des Radoms gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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