NO155559B - Sliss-antenne. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår slissantenner og nærmere bestemt lette, armerte antenner som har en stor konstruksjonsmessig styrke for bruk i krigsområder og er av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Slissantenner har blitt benyttet for radarer i mange år. Slissantenner innbefatter generelt flere parallelle rekker

med bølgeledere som har slisser i bølgelederveggene som ven-der i utstrålingsretningen, konstruksjonsbærere for bølge-lederne, en radom for værbeskyttelse av antennen, og en sokkel for å bære og rotere antenneenheten. Antenneenheten har generelt en liten dybde, men et relativt stort over-flateområde.

Bruken av antenner av denne typen på sjøgående fartøyer ut-gjør spesielle problemer. Antennen må vanligvis være anordnet på en høy mast hvor den i stor grad er utsatt for fiendt-lig skyts og eksplosjoner (nukleær og vanlig) fra alle slags vinkler. Vekten er en svært kritisk faktor, spesielt siden vekten over vannlinjen må være balansert med større vekter under vannlinjen for å opprettholde skipets stabilitet. Hvert kilo antenne må vanligvis bli avbalansert med omkring 10

kilo under dekk. Armeringen av antennnen og forsterkning av strukturen til det brede tynne antennepanelet for at den skal

overleve luftvernild og eksplosjonsvirkningene medfører mye vekt som vil senke; skipet. Nåværende antennekonstruksjoner benytter generelt en naglet, belastet hudkonstruksjon som bærer rekken med slissen med bølgeledere og deres buktede tilførsel med ribber, mellomstykker, et polyesterfiberglass-radom, forskjellige ekstradeler. En ryggstøpning er anordnet bak den belastede hudantennekonstruksjonen og gir konstruksjonsmessig grenseflate mellom antennen og sokkelen. For å beskytte antennen mot den termiske pulsen vil en nukleær eksplosjon kreve ytterligere varmemotstandsdyktig dielektrisk materiale.

Fra US-patent nr. 4229745 er det kjent en slisset bølge-lederantennerekke, som er sammensatt av flere slissede bølgeledere som er adskilt fra hverandre ved hjelp av langstrakte avstivningselementer. På begge sider av rekken er plastlaminerte folier og laminerte sammensatte konstruk-sjoner bundet til utsiden av sjiktet. Avstivningselementet ved denne kjente anordningen krever relativt tykke vegger i bølgelederne på grunn av at avstivningselementet er kun relativt smalt og strekker seg kun over tilnærmet en fjerde-del av bredden på de brede veggene til bølgelederen. Som følge av dette kan det ventes krefter i retning perpendikulært på lengdeaksen til bølgelederen og som kun kan bli overført fra et avstivningselement til neste og sentret til de brede veggene i bølgelederne, noe som betyr at strømmen av krefter må gå omtrent 90° ved knutepunktet til avstivningselementene og bølgelederveggene som således skviser de brede veggene til bølgelederne og følgelig påvirker deres høye frekvensegenskaper.

Fra US-patent nr. 3453620 er det kjent en radomkonstruk-sjonsammensetning som innbefatter et bikakelag som tjener som et frekvensvindu som er transparent for frekvens ved opptil 600 MHz, men misser frekvenser fra S-båndet og oppover. Det blir ikke noe steder her antydet at denne konstruk-

sjonen kan bli anvendt som et mekanisk avstivningselement.

Det vil være ønskelig å finne en måte å redusere vekten og antennen uten å øke dens mulighet mot å bli ødelagt av eks-plosjonsvirkningen og termiske pulser og det er formålet med foreliggende oppfinnelse nettopp å løse dette problem.

Det er således formålet med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ny og forbedret lett slissantenne.

Det er videre et formål med foreliggende oppfinnelse å benytte totalt det konstruksjonsmessige kjennetegnet til alle antenne-komponentene for å tilveiebringe en antenne som har en optimal styrke-til-vektforhold.

Det er også et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en lett slissantenne som har en konstruksjon som for-enkler fremstillingsprosessen og gjør fremstillingskostnadene til et minimum.

Det er videre et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for å fremstille en lett slissantenne.

For å tilveiebringe ovenfornevnte og samtidig unngå de

fleste, om ikke alle, ulempene ved tidligere beskrevne anordninger, tilveiebringer foreliggende oppfinnelse et lett radom for å omhylle og konstruksjonsmessig bære en rekke med slissede bølgeledere. Slissantennen ifølge foreliggende oppfinnelse er av den art som angitt i innledningen og dens karakteristiske trekk fremgår av karakteristikken til krav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et perspektivriss av en del av en integrert slissantennemodul av lett vekt ifølge en utførelses-form av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 2 viser et tverrsnitt av antennemodulen på fig. 1.

Fig. 3 viser et tverrsnitt av antennemodulen på fig. 1

sett ovenfra.

På fig. 1 er vist et segment av en rekkemodul 10 bestående

av seks bølgeledere. En bærekonstruksjon 12 omhyller seks bølgeledere 15, 16, 17, 18, 19 og 20. Disse aluminiumsbølge-lederne kan være kjemisk valsebehandlet til en veggtykkelse.

på 0,76 mm. Hver bølgeleder strekker seg i sin helhet gjen-nom bærekonstruksjonen 12 og har en egnet flens ved ene en-den for forbindelse med matenettverket (ikke vist). Kon-struksjonen av bæreanordningen er vist på fig. 2 og 3.

Et jordplan 25 ligger tilliggende de bakre smale veggene til bølgelederne 15 og 16. Jordplanet 25 kan være en fin monellskjerm. Et gjennomhullet kjernemateriale 30 er bundet til de brede veggene til bølelederne for å forhindre de tynne bølgelederveggene fra å slå seg som følge av kompre-sjonskrefter.

Bølgelederne er omhyllet av et frontradom 35 anbrakt over

de slissede smalveggene til bølgelederne og et bakre radom 4 0 anbrakt over jordplanet 25. Hvert radom 45 kan innbefatte tre parallel]e lag 45 av dielektrisk materiale med et lag av gjennomhullet kjerne 50, idet den gjennomhullede kjernen kan være i form av et bikakemønster, og kjernen er bundet mellom hvert par med dielektrisk lag 45. Tykkelsen på front-radomet 35 skulle være omkring en halvdel av bølgelengden til strålingsenergien sendt fra slissrekken.

De dielektriske lagene 45 i hvert radom 35 og 40 kan være fremstilt av fiberglass. Det ytre dielektriske laget 45 til hvert radom 35 og 40 kan være av et polyamidfiberglass slik at radomene bedre motstår de termiske pulsene til en nukleær eksplosjon. De andre dielektriske lagene kan være fremstilt av epoksyglassfiber, som er billigere. Glassfiberne kan også benytte ensrettet glass, som er glass som har flere fibre orientert parallelt i forhold til bølgeledernes akse enn orientert perpendikulært på den. En 65%/35% blanding (65% av fibrene er orientert parallelt med bølgeledernes akser) har blitt funnet å være det optimale. Bruken av ensrettet glass for de dielektriske lagene 45 øker modulenes elastisitet i den ønskede retningen slik at antennen bedre kan motstå eksplosjoner.

De gjennomhullede kjernene 30 og 50 kan være fremstilt av glassarmert fenolharpiks, som kan fåes fra Hexcel, Inc. of Dublin, California. For den gjennomhullede kjernen 50 til radomene 35 og 40 er det ønskelig at ribberetningen til kjernen er parallell til bølgeledernes akser. Dette betyr at noen av bindingene mellom individuelle celler til bikakemøn-steret vil være orientert parallelt med bølgelederaksene,

men ingen vil være perpendikulære i forhold til disse. Denne orienteringen av det gjennomhullede mønsteret (bikakemønsteret) vil gi radomene 35 og 40 større styrke.

Som vist på fig. 2 og 3 er det ønskelig at den gjennomhullede kjernen 30 anbrakt mellom bølgelederne er orientert slik at cellenes akser er i planet til rekken med bølgeledere og perpendikulært på bølgeledernes akser. Det er også ønskelig at den gjennomhullede kjernen 50 er anbrakt mellom de dielektriske lagene 45 slik orientert at cellenes akser er perpendikulære på planet til de dielektriske lagene 45.

Antennemodulen 10 kan være konstruert ved anordning av forskjellige bølgeledere i den ønskede rekken og innføring av en gjennomhullet kjerne 30 mellom hvert par med bølgeledere. Striper med tørt filmadhesjonsmiddel kan være anordnet mellom den gjennomhullede kjernen og bølgelederveggene som ønsket og så aktivert ved hjelp av varme. Den fremre og bakre radomen 35 og 40 er lagt opp som et lag av gangen med tørrfilms-adhesjonsmiddel anordnet mellom de dielektriske lagene 45

og den gjennomhullede kjernen 50 som ønsket og så aktivert ved hjelp av varme. Hvert radom 35 og 40 er tilslutt anordnet i stilling mot rekken av bølgeledere, med et adhesjons-filmmiddel anordnet som ønsket for å danne en tettende for-segling .

Selv om en slissantennemodul med seks bølgeledere er blitt beskrevet kan en antennemodul være konstruert for å anvende så mange bølgeledere som ønskelig. Andre konstruksjonsdetaljer kan likeledes bli variert. Radomlagkonstruksjonen kan ha et eller flere lag med gjennomhullede kjerner lagvis mellom dielektriske lag som er ønskelig for en bestemt anvendelse.

Det kan også være ønskelig å impregnere lagene på forhånd med tørre adhesjonsmidler slik at komponentene kan ganske enkelt bli anordnet og oppvarmet i løpet av fremstillingen. Utalli-ge forskjellige andre anordninger kan lett bli gjort i sam-svar med prinsippene ved foreliggende oppfinnelse av fagmannen på området uten å avvike fra formålet og rammen av oppfinnelsen .

Claims (7)

1. Slissantenne av lett vekt innbefattende en rekke (10) med minst to slissede rektangulære bølgeledere (15-20) anordnet med motstående bredvegger en over den andre i en retning perpendikulært på lengdeaksen til bølgelederne og som ved kortvegger definerer et sideplan for rekken (10), videre innbefattende en frontradom (35) og en bakre radom (40) bundet til sideplanet og hver innbefattende et første sjikt med et dielektrisk lag (45) tilliggende rekken (10) med bølgeledere (15-20) og et andre sjikt med relativt tykt dielektrisk materiale bundet til det første sjiktet og innbefattende avstivningselementer anbrakt mellom de brede veggene til bølgelederne (15-20) og mellom det første sjiktet, ka rakt erisert ved at hver av front- og bakradomene (35, 40) videre innbefatter et tredje sjikt med et dielektrisk lag (45) bundet til det andre sjiktet, et fjerde sjikt med relativt tykt dielektrisk materiale bundet med det tredje sjikt og et femte sjikt med dielektrisk lag (45) bundet til det fjerde sjiktet, at det relativt tykke dielektriske materialet består av bikakeformede dielektriske kjerner (50), idet aksen til cellene med det bikakeformede materialet er perpendikulært på planet til rekken (10) og at avstivningselementene er bundet til hele bredden av de brede veggene og består av bikakeformet dielektriske kjerner (30), idet aksen til cellene med bikakeformet materiale er parallell med planet til rekken (10).

2. Antenne ifølge krav 1, karakterisert ved at en fin monell skjerm som et jordplan (25) er anbrakt mellom bølgelederne (15-20) og den bakre radomen (40).

3. Antenne ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de dielektriske lag (45) til den fremre og bakre radomen (35, 40) er fremstilt av glassfiberfolie.

4. Antenne ifølge krav 3, karakterisert ved at det femte sjikt med dielektrisk lag (45) er fremstilt av polyamidglassfiber.

5. Antenne ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at de dielektriske lag er fiberglassjikt (45) av ensrettede glassfiber.

6. Antenne ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at de bikakeformede kjernene (30, 50) er fremstilt av glassarmert fenolharpiks.

7. Antenne ifølge krav 1-6, karakterisert ved at de bikakeformede kjernene (50) anbrakt mellom de dielektriske lagene (45) har en ribberetning' parallell i forhold til bølgeledernes (15-20) lengdeakser.