NL8302844A

NL8302844A - Werkwijze voor het verminderen van ijs- en sneeuwaangroei op reflekterende oppervlakken van schotelantennes.

Info

Publication number: NL8302844A
Application number: NL8302844A
Authority: NL
Original assignee: Stolle Corp
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1984-03-16
Also published as: DE3329235A1; GB2125316A; US4536765A; GB2125316B; CA1207079A; AU1784783A; FR2532122B1; GB8321293D0; JPS5952902A; IT1159490B; AU564773B2; FR2532122A1; IT8367865A0

Description

* w w J*

Werkwijze voor het verminderen van. ijs-\if snéeuwaangroei op de reflekterende oppervlakken.van schotelantennes.

Een van de problemen bij schotelvormige ontvang- en zendantennes is het opzamelen van ijs of sneeuw op het concave reflekterende oppervlak van de antenne. Aangezien de antenne essentieel een komvormig voorwerp is dat op-5 waarts helt onder een bepaalde hoek zodat de elektrische ope ningshoek van de antenne is gericht naar een betreffende synchrone satelliet, is zodanige opzameling of opbouw normaal niet uniform over het gehele antenneoppervlak. In feite tracht het onderste deel van de antenne, dat vlakker is en onder een ge-10 ringere hoek helt, een grotere dikte van ijs of sneeuw op te zamelen. Deze ongelijkmatige aangroei verstoort het normale reflekterende oppervlak van de antenne zodanig, dat in het geval van een ontvangantenne de ontvangen signalen niet langer zijn geconcentreerd op het antennebrandpunt waar de ontvang-15 componenten zijn gelegen. In feite reflekteert het reflekterende _ oppervlak dat is vervormd door sneeuw- en ijsaangroei, de ontvangen signalen naar een verplaatst brandpunt waardoor aanzienlijk verlies in ontvangsignaalsterkte wordt veroorzaakt.

In bepaalde gevallen kan. ij s en sneeuw zich 20 opzamelen in een meer of minder uniforme laag over het reflekterende oppervlak van de antenne, waarbij een verlies in antenne-versterking optreedt ten gevolge van demping van het gereflek-teerde signaal wanneer dit passeert door de ijs- en sneeuwlaag.

25 Dit probleem wordt voorkomen bij grote en dure antenneinstallaties door het aanbrengen van thermostatisch geregelde verhittingselemexiten binnen de antenne, welke het reflekterende oppervlak voldoende verwarmen ter voorkoming van het opzamelen van ijs en sneeuw. Deze oplossing is echter in het 33 0 2 8 4 4 • i - 2 - algemeen, niet ekonomisch geschikt voor kleine en minder kostbare schotelantennes, waar de verhittingsorganen een aanzienlijk deel van de totale antennekosten vormen.

Gemeend wordt dat de ijs- en snéeuwopzameling 5 rësulteert uit twee .faktoren. In de eerste plaats is het ge bruikelijke reflekterende oppervlak van de antenne gewoonlijk voorzien van een geruwd oppervlak, soms door afwerking van het oppervlak met een ruw gestruktureerde verf. Het geruwde oppervlak verhoogt de wrijvingscoefficient tussen het antenneopper-10 vlak en het daarop opgezamelde ijs of sneeuw en voorkomt dat de opzameling wegschuift onder de invloed van zwaartekracht, zelfs bij relatief grote antennehellingshoeken. In vele gevallen wordt het geruwde reflekterende oppervlak gebruikt voor het verminderen van de zonnereflektie, welke anders zou zorgen 15 dat zonnestraling wordt verzameld bij de antenneontvanger ge legen in het brandpunt van de antenne, waardoor hoge temperaturen worden veroorzaakt en mogelijke beschadiging aan de ontvangcomponenten optreedt. Buitendien wordt gemeend dat zulke oppervlakken bevochtigbaar zijn, dat wil zeggen dat water de 20 neiging heeft te hechten aan het oppervlak in plaats van drup- pelvorming en afvloeiing.

De uitvinding is gericht op een werkwijze voor het bekleden van het reflekterende oppervlak van zulke schotelantennes ter verbetering van hun afvoercapaciteit voor 25 ijs en sneeuw. Bij een voorkeursuitvoering is de antenne, het zij op het ogenblik van fabrikage of na installatie, voorzien van een dunne laag van weerbestendig-materiaal met een lage wrijvingscoefficient welke een niet-bevochtigbaar buitenoppervlak levert. De laag kan zijn samengesteld van bepaalde soor-30 ten van niet-vasthoudende bekledende zoals Teflon of verschil lende soorten van wassen, of versterkte wassen. Het zonreflektie-vermogen van het materiaal, wordt ook gewijzigd teneinde de hoeveelheid zonnestraling te verminderen welke wordt gereflek-teerd naar de ontvangcomponenten geplaatst in het brandpunt 35 van de antenne. De zonneenergie, welke niet wordt gereflekteerd, 83 0 2 8 ^ y S».__________,_ __________ * -g» - 3 - wordt door het beklede oppervlak geabsorbeerd, waardoor het reflekterende oppervlak wordt verwarmd en aldus wordt bijgedragen aan het afvoervermogen voor ijs en sneeuw.

Bij een uitvoeringsvorm is de bekleding 5 of het reflekterende oppervlak van de antenne voorzien van een struktuurpatroon, dat kan worden beschreven als kleine soepel afgeronde heuvels en dalen, sinaasappelschil of gebobbeld. Dit patroonoppervlak vermijdt een bekledingsstruktuur welke kleine tussenruimten bevat die plaatsen zou vormen waar 10 ijs of sneeuw mechanisch zouden hechten aan het beklede opper vlak. Desondanks levert deze soort van struktuur een soepel oppervlak, waardoor de wrijvingscoefficient tussen het oppervlak en het ijs of de sneeuw wordt verminderd.

De uitvinding zal aan de hand van de teke-15 ning in het volgende nader worden toegelicht.

Figuur 1 toont een gedeeltelijke schematische dwarsdoorsnede van een typerende schotelantenne waarbij het opzamelen van sneeuw en ijs op het reflekterende oppervlak van de antenne is aangegeven.

20 Figuur 2 toont een vergrote gedeeltelijke dwarsdoorsnede van de bekleding volgens de uitvinding aangebracht op het reflekterende oppervlak van de antenne.

Figuur 1 toont een typerende antenne installatie en geeft aan hoe het opzamelen van ijs of sneeuw op het 25 reflekterende oppervlak van de antenne de antennewerking kan beïnvloeden. Als voorbeeld is de uitvinding beschreven in verband met een parabolische ontvangantenne. Evenwel zal duidelijk zijn, dat de uitvinding kan worden toegepast op zendantennes en op andere antennevormen.

30 Zoals getekend in figuur 1 omvat de antenne- installatie een schotelvormige antenne 1 gemonteerd onder een gewenste helüngshoek door middel van een monteerconstractie 2. De antenne 1 kan zijn vervaardigd van geschikt materiaal zoals aluminium, fiberglas of dergelijke.

35 Een ontvanger 3 is geplaatst in het brandpunt S3-0 2 8 4 4 _ ___ I * * - 4 - * .van de antenne 1 .langs de as van de elektrische openingshoek algemeen aangegeven .met· 4 en wordt gedragen door een geschikte steunconstructie 5. Zoals getekend in figuur 1, worden binnenkomende signalen 6 gereflekteerd door het binnenreflektie-5 oppervlak 7 van de antenne 1 en gebundeld naar de ontvanger 3 in het brandpunt van de antenne. Het zal duidelijk zijn, dat maximum ontvangsignaalsterkte wordt verkregen wanneer de binnenkomende signalen nauwkeurig worden gebundeld in het brandpunt van de antenne.

10 Aangezien de antenne buitenshuis is geplaatst, is er de mogelijkheid dat ijs of sneeuw kunnen worden opgezameld op het binnenoppervlak van de antenneschotel, in het bijzonder op het ondervlak, dat een geringere helling heeft. Bijvoorbeeld is, zoals getekend in figuur 1, het bovengedeelte 15 van het binnenoppervlak 7 van de antenneschotel getekend met een algemeen uniforme opzameling 8 van ijs of sneeuw. De dikte van de opzamellaag zal afhangen van de wrijvingscoefficient tussen het ijs of de sneeuw en het reflekterende oppervlak 7 van de antenne. Het is gebruikelijk dat het reflekterende 20 oppervlak wordt geverfd met een ruwe gestruktureerde verf, welke dient voor het vergroten van de wrijvingscoefficient, waardoor een aanzienlijke laag van ijs of sneeuw kan worden opgebouwd, zelfs wanneer er een aanzienlijke helling is met het reflekterende oppervlak van de antenne. Buitendien is het 25 ruwe gestruktureerde oppervlak ook bevochtigbaar, hetgeen de neiging heeft tot vergroting van mechanisch vasthouden van het ijs of de sneeuw aan het oppervlak.

In elk geval dempt de opgezamelde laag het signaal d waardoor signaalsterkte in de ontvanger 3 is ver-30 minderd. Het zal duidelijk zijn, dat zulk een uniforme laag kan aangroeien over het geheel of een deel van het gereflek-teerde oppervlak van de schotelantenne.

De opgezamelde laag van ijs of sneeuw kan dikker zijn zoals bij 9 .nabij het onderste deel van de antenne 35 aangezien daar de hellingshoek kleiner is. De dikkere laag S3 0 2 8 4 4 - 5 - werkt ook om feitelijk het reflekterende oppervlak van de antenne te vervormen zodat het gereflekteerdé signaal 10 wordt verplaatst vanaf het brandpunt van de antenne, waardoor opnieuw de ontvangen signaalsterkte wordt verminderd. Aange-5 zien de standhoek van het opgezamelde ijs of de sneeuw in het onderste deel van de antenne kleiner is dan in het bovenste deel daarvan, is de bijbehorende wrijvingscoefficient vereist ter voorkoming van het schuiven van de ij slaag vanaf het an-tenne-oppervlak (welke verband houdt met de tangens van de 10 standhoek) kleiner.

De uitvinding is gericht op een werkwijze % voor het voorkomen van de opgezamelde lagen van ijs en sneeuw door het afwerken van het reflekterende oppervlak 7 van de antenne op zodanige wijze, dat het de neiging heeft elke aan-15 groei van ijs of sneeuw af te schuiven.

Bij een voorkeursuitvoering wordt het reflekterende oppervlak 7 van de antenne bekleed met een dunne laag van weerbestendigmateriaal 11 met een lage wrijvingscoefficient waardoor een niet-bevochtigbaar buitenoppervlak 20 ontstaat. Het bekledingsmateriaal kan zijn voorzien van verschillende soorten wassen, versterkte wassen of met Teflon, of een combinatie daarvan. In elk geval zal het bekledingsmateriaal een statische wrijvingscoefficient voor sneeuw of ij s van niet meer dan 0,4 en bij voorkeur minder dan 0,1 ver-25 tonen. Bijvoorbeeld zal een bekleding van polytetrafluorethy-leen een statische wrijvingscoefficient vertonen bij droge sneeuw van 0,02 tot 0,1 afhankelijk van de temperatuur. Overeenkomstig zal een bekleding van Zwitserse was een statische wrijvingscoefficient met betrekking tot droge sneeuw van 0,03 30 tot 0,2 vertonen afhankelijk van de temperatuur.

In .elk geval zal de statische wrijvingscoefficient van het gebruikte bekledingsmateriaal zo zijn, dat de aangroei van ijs of sneeuw gemakkelijk afglijdt van het reflekterende oppervlak 7 uit zichzelf. Het gemak waarmee de 35 antenne de opzameling van ijs of sneeuw afschuift, zal afhanke- O ύ U & O 3 n .-6- lijk zijn van de standhoek van de aangroei, welke op zijn beurt afhankelijk is van de hellingshoek van. de as 4 van de antenneopeningshoek. Indien bijvoorbeeld de minimum standhoek van de sneeuwopzameling op het reflekterende oppervlak van 5 de antenne 10° is, .sal elk bekledingsmateriaal met een sta tische wrijvingscoefficient met de sneeuw van minder dan ongeveer 0,18 zorgen dat de sneeuw van het reflekterende oppervlak afglijdt.

Het bekledingsmateriaal levert ook een 10 niet-bevochtigbaar oppervlak voor de antenne, hetgeen mecha nische bevestiging aan het reflekterende oppervlak voorkomt.

Dit verzekert, dat de enige kracht welke de sneeuw of het ijs vasthoudt aan het antenneoppervlak, van wrijvingsaard is, hetgeen aanzienlijk wordt verminderd door de beschreven soort 15 van niet-vasthoudende bekledingen.

Teneinde te voorkomen dat zonnestraling wordt gereflekteerd door het beklede oppervlak en wordt geconcentreerd in het brandpunt van de antenne, wordt het bekledingsmateriaal ontworpen ter vermindering van de zonneweerkaatsing, 20 bij voorkeur tot 10% of minder. Dit kan worden uitgevoerd door het vergroten van de absorptie van het bekledingsmateriaal door het toevoegen van een kleuragens bijvoorbeeld. Alternatief kan het gehele reflekterende oppervlak 7 van de antenne donker worden gemaakt of op andere wijze worden behandeld 25 voor het verminderen van de ref lektiewaarde voordat het be kledingsmateriaal 11 wordt aangebracht. In dit geval moet het bekledingsmateriaal doorschijnend zijn teneinde het vooraf donker gemaakte oppervlak 7 te tonen. Het zal duidelijk zijn dat de toegenomen absorptie van zonnestraling ook dient voor 30 het verhitten van het reflekterende oppervlak van de antenne, waardoor wordt geholpen, bij het smelten van opgezameld ijs of sneeuw.

Reflektie van zonnestraling kan ook worden verminderd door de bekleding of het reflekterende oppervlak , 35 van.de antenne, of allebei, te voorzien van een struktuurpatroon.

8302844

V

- 7 - Γ

De struktuur van. het patroon, zal zo zijn dat scherpe kleine tussenruimten in de bekledings- of oppervlaktes truktuur worden voorkomen, welke zouden kunnen veroorzaken dat sneeuw of ij s mechanisch hecht, terwijl tegelijk de reflekterende zonne-5 straling wordt verstrooid zodat deze niet wordt geconcentreerd in het brandpunt van de antenne. Het gestruktureerde patroon kan worden beschreven als sinaasappelschil of gebobbeld, en zal in alle gevallen kleine soepel afgeronde heuvels en dalen vertonen. Zulk een oppervlak kan worden verkregen door de 10 speciale chemie van de gebruikte verf voor het bedekken van het reflekterende oppervlak van de antenne. Bijvoorbeeld kan de struktuur met heuvels en dalen worden gevormd door de verf aan te brengen met een geprofileerde rol. Alternatief kan de struktuur worden gevormd gedurende het polymeriseren dat op-15 treedt tijdens de hardingscyclus van de verf en welke een af werking als sinaasappelschil kan worden genoemd.

De struktuur kan ook worden aangebracht door het gebruik van uitstekende/inspringende profielrollen. In dit voorbeeld wordt een niet-bevochtigbaar niet-vasthoudend materiaal 20 dat een algemeen soepel oppervlak vormt, aangebraeht op de onderliggende metalen constructie van de antenne. Nadat het materiaal is gehard, wordt het beklede metaal gevoerd door profielrollen voor het vormen van de struktuur. In sommige gevallen wordt alleen een profielrol gebruikt met een vlakke tegenrol.

25 Typerende voorbeelden van profielpatronen welke kunnen worden gebruikt in verband met de onderhavige uitvinding, worden aangegeven met M34, M880, M668 en M456 van Detroit Metalcraft Process, 60 Alfred Street, Detroit, Michigan. In elk geval zal de struktuur, welke wordt gekozen, het juiste heuvel/dal-ver-30 band leveren voor het verzekeren van verstrooiing van zonne straling, terwijl een minimum aan vervorming van mikrogolfreflek- tie wordt veroorzaakt.

*

Het zal duidelijk zijn dat wijzigingen binnen het kader van de uitvinding mogelijk zijn. Bijvoorbeeld kan het 35 beschreven bekledingsmateriaal worden aangebracht door de antenne- 83 0 2 S4 4 --- ---* u - 8 - Γ fabrikant als onderdeel .van.de fabrikage, of. worden .aangebracht in het veld nadat' de antenne is geplaatst. Buitendien kan bij bepaalde toepassingen de bekleding worden aangebracht over het geheel of slechts een deel van het reflekterende oppervlak van de antenne.

5 83 0 2 3 4 4

Claims

1. Werkwijze ter voorkoming van aangroei van ijs en sneeuw op het hellende reflekterende oppervlak van een schotelantenne, met het kenmerk, dat het reflekterende oppervlak van de antenne wordt bekleed met een dunne laag 5 van weerbestendigmateriaal met een geringe wrijvingscoefficient voor het vormen van een niet-bevochtigbaar buitenoppervlak dat kan werken voor het afvoeren van ijs en sneeuw.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bekleding een statische wrijvings-10 coefficient met ijs of sneeuw van minder dan ongeveer 0,4 heeft.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bekleding een statische wrijvingscoefficient met ijs of sneeuw van niet meer dan 0,1 heeft.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, 15 met het kenmerk, dat de bekleding een oppervlak met geringe zonnereflektie vormt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de zonnereflektie ongeveer 10% of minder is.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bekleding of reflekterend oppervlak of allebei een gestruktureerd patroon hebben met kleine afgeronde heuvels en dalen voor het verminderen van zonnereflektie.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, 25 met het kenmerk, dat het gestruktureerde patroon wordt verkregen door reliefwerking.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het gestruktureerde patroon wordt gevormd door het aanbrengen van een bekledingsmateriaal op het reflek- ------------- 83 02 3 4 4 il - 10 - terende oppervlak met een gestruktureerde rol.

9. Werkwijze volgens conclusie· 6, mét het kenmerk, dat het gestruktureerde patroon wordt geleverd door het aanbrengen van een bekledingsmateriaal op het reflek-5 terende oppervlak en daarna de aangebrachte bekleding te poly- meriseren.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het bekledingsmateriaal polytetrafluor-ethyleen omvat.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bekleding een oppervlak vormt met een zonnereflektie van ongeveer 10% of minder en een wrijvings-coefficient met ijs of sneeuw van niet groter dan ongeveer 0,1.

12. Schotelantenne van de soort met een con-15 caaf komvormig reflekterend oppervlak waarbij de antenne zo is gemonteerd dat de elektrische openingshoek van de antenne helt met betrekking tot de horizontaal, met het kenmerk, dat organen aanwezig zijn voor het voorkomen van de aangroei van ij s en sneeuw op het reflekterende oppervlak van de antenne 20 welke bestaan uit een dunne laag van weerbestendigbekledings- materiaal aangebracht op het reflekterende oppervlak, waarbij het bekledingsmateriaal een lage wrijvingscoefficient heeft en een niet-bevochtighaar buitenoppervlak vormt dat werkt voor het afvoeren van ijs en sneeuw.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het bekledingsmateriaal een oppervlak vormt met een geringe zonnereflektie.

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de zonnereflektie ongeveer 10%. of minder 30 is.

15. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de statische wrijvingscoefficient tussen ' de bekleding en. ijs of sneeuw geringer is dan ongeveer 0,4. 16. .Inrichting volgens conclusie 12, 35 mét'hét kenmerk, dat de statische wrijvingscoefficient tussen 'lor. 34 4 -Λ - 11 - de bekleding en ijs of sneeuw minder is dan ongeveer 0,1.

17. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het bekledingsmateriaal: is voorzien van polytetrafluorethyleen.

18. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de bekleding of het reflekterende oppervlak of allebei zijn voorzien van een gestruktureerd oppervlak.

19. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het bekledingsmateriaal een oppervlak 10 vormt met een zonnereflektie van minder dan ongeveer 10% en een statische wrijvingscoefficient tussen de bekleding en ijs of sneeuw van minder dan 0,4.

20. Werkwijze en inrichting in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. 15 .?! λ λ * ƒ i o -j ?: 3 q 4 i.