EP3399592B1 - Antennensystem - Google Patents
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- EP3399592B1 EP3399592B1 EP18168679.1A EP18168679A EP3399592B1 EP 3399592 B1 EP3399592 B1 EP 3399592B1 EP 18168679 A EP18168679 A EP 18168679A EP 3399592 B1 EP3399592 B1 EP 3399592B1
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- 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
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- H01Q1/34—Adaptation for use in or on ships, submarines, buoys or torpedoes
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- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
- H01Q3/04—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying one co-ordinate of the orientation
Definitions
- the present invention relates to an antenna system comprising at least one antenna field and a flat antenna field outside, the flat antenna field outside being covered at least in sections by a protective plate or by a protective plate which has a specularly reflecting surface.
- phased array antennas some of which are used as radar antennas for military purposes. Since this type of antenna usually has a reflecting surface, this means that radiation, in particular solar radiation, is reflected on the surface. With certain constellations between the position of the sun and the alignment of the antenna field, this leads to very intense and highly visible solar reflections.
- some antenna systems rotate, for example, for radar purposes, so that the critical constellation between solar radiation and the alignment of the antenna field, which causes solar reflections that are visible from far away, is briefly fulfilled with every complete rotation of the antenna system around its axis. Due to the predetermined rotational speed of the antenna systems, the duration of a flashing sun reflex is generally greater than the resolution of conventional measuring devices, so that the flashing sun reflections can be measured.
- This threat relates to the spectral range of sunlight, which begins in the visible spectral range and extends to the middle infrared range. This range corresponds to wavelengths from approximately 0.4 ⁇ m to 5.0 ⁇ m.
- an antenna system comprises at least one antenna field and a flat antenna field outside which is covered at least in sections by a flat protective plate or is formed by a flat protective plate, the protective plate having an outer protective plate surface with a specularly reflecting surface, an upper edge, has a lower edge, a right edge and a left edge, wherein at least along one edge of the protective plate a projection is provided, which projects perpendicularly to the outer side of the protective plate beyond the outer side of the protective plate and forms at least a first frame portion, the projection at least in sections made of a material consists of a lower specular reflection than the protective plate outside, and wherein the protective plate consists of a material that is transparent to radar radiation.
- the invention is based on the finding that the critical, very intense and far-reaching sun reflections occur when, as in Fig. 1 shown, the sun rays 800 impinge very obliquely on a specularly reflecting antenna field outside 810. In other words, the critical solar reflections are observed when the angle of reflection ⁇ is approximately greater than or equal to 80 °.
- a projection is provided at least in sections along at least one edge of the protective plate, which protrudes perpendicularly to the outside of the protective plate beyond the outside of the protective plate and forms at least a first frame section. The projection thus shadows the outside of the protective plate for the obliquely incident sun rays. If sunlight, which reaches the outer side of the protective plate with significantly smaller reflection angles, is also reflected, the described measure significantly reduces the light intensity of the reflected sunlight. This means that the solar reflections or flashes of light that occur on the antenna system in the distance cannot be measured or are significantly more difficult to measure.
- the projection can serve as an optical obstacle to radiation that has already been reflected on the surface of the protective plate outside.
- the frame section formed from the projection has a material, at least in sections which has a lower specular reflection than the surface of the protective plate outside.
- the measure described thus serves to significantly improve the camouflage of the antenna system compared to conventional antenna systems which have no alternative camouflage measures to avoid sun reflections.
- reflections in the entire spectral range of solar radiation which covers the range from visible light to the middle infrared range, i.e. covers the range from 0.4 ⁇ m to 5.0 ⁇ m, significantly reduced.
- the upper edge is to be understood as the edge of the protective plate which points towards the sky, while the lower edge of the protective plate is the edge which is directed towards the floor.
- the projection is preferably arranged on the right edge and on the left edge and forms two first frame sections. This provides optimal protection against highly visible reflections due to the sun's rays entering the antenna field at an angle. In addition, the total weight of the antenna system is hardly increased, which among other things offers an advantage for the design of a drive system for rotatable antenna systems. Finally, the cost and effort for this improvement measure are low.
- the projection directly adjoins the edge of the protective plate.
- the projection is arranged on the edge of the protective plate.
- This cross-section has the advantage that it is comparatively stable against mechanical influences.
- the height of the projection is chosen with which the projection protrudes beyond the antenna field outside or over the protective plate outside.
- a height of 40 to 60 cm, for example, is sufficient to prevent the spread of most of the particularly disturbing reflected radiation, which has a particularly high intensity.
- the width of the projections results from the necessary stability of the frame and is, for example, 4 to 10 cm at the end portion of the projection which is connected to the antenna system. This width is particularly advantageous for frame heights of 40 to 60 cm.
- a second frame section is provided, the second frame section being an extension which projects perpendicularly to the outside of the protective plate, extends parallel to the left and / or right edge of the protective plate and projects beyond the lower edge of the protective plate.
- This embodiment can be used in addition to or instead of a projection resting on the lower edge in order to prevent the reflection of sun rays incident from above.
- the extension preferably has a free end, the distance between the free end of the extension and the lower edge of the protective plate being at least 20 cm.
- the protective plate and the first frame section and / or the second frame section are made of the same material, the surface of the first frame section and / or the second frame section being at least on the sides of the frame sections which are exposed to the incident sun rays have specular reflection as the protective plate, such as a composite consisting of PU foam with a hard paper surface.
- the protective plate consists of a material that is permeable to radar radiation. In order not to impair the performance of the antenna system, it is advantageous that the material of the first frame section and / or the second frame section is transparent to radar radiation.
- the function of the antenna system is not impaired by the frame, but optimal protection against lightning-like sun reflections is ensured.
- the surface of the first and / or second frame section is structured and / or has a matt coating, at least on the sides exposed to the incident sun rays. This measure helps to prevent the specular reflection of sun rays on the frame parts particularly well.
- Fig. 2 shows the basic structure of an antenna system 10 according to a first embodiment with a base 12 and an antenna field 14 which is surrounded by an antenna shell.
- the antenna envelope which is also referred to as a radome, has a flat outer surface of the antenna field, which faces outward in the direction of the radiation to be detected or transmitted by the antenna field.
- the flat outside of the antenna field is completely covered with a protective plate 16 or is formed by such a flat protective plate 16, the protective plate 16 having an upper edge 18, a lower edge 20, a right edge 22 and a left edge 24 and a flat, reflecting protective plate outer side 26 has.
- Fig. 3 shows a further known antenna system 110 with a base foot 12 and an antenna field 114, which is surrounded by an antenna sleeve, the antenna sleeve having a flat antenna field outside 115 and the antenna field outside 115 being covered or formed by a protective plate 16 except for a peripheral edge section.
- This one too Antenna system 110 has the protective plate 16 having an upper edge 18, a lower edge 20, a right edge 22 and a left edge 24 and a flat, reflecting protective plate outer side 26.
- the outside of the antenna field 115 and the surface of the protective plate 16 form a flat, outwardly facing surface.
- Both antenna systems 10, 110 can be rotated about their longitudinal axis, with a rotation taking place between the base foot 12 and the antenna field.
- the antenna field is a phased array antenna field.
- the protective plates 16 each consist of a material that is permeable to radar waves.
- Fig. 4 shows an antenna field 14 of a first embodiment of an antenna system that differs from that in FIG Fig. 2 known embodiment shown differs in that along the left edge 24 and the right edge 22 of the protective plate 16 on the protective plate 16, a projection 28 is provided, which, as Figure 4 shows, perpendicular to the protective plate outside 26 protrudes beyond the protective plate outside 26.
- the projection 28 forms two first frame sections 30 along the left edge 24 and the right edge 22.
- Fig. 5 shows a training of the in Fig. 3
- the illustrated embodiment of an antenna system 110 only the outside of the antenna field 115 and the protective plate 16 being shown.
- the flat antenna field outside 115 is larger than the protective plate 16, so that the protective plate 16 is surrounded by an edge formed by the antenna field outside 115.
- the projection 128 is provided along the left edge 24 and the right edge 22 of the protective plate 16 adjacent to the edge of the protective plate 16 on the outside of the antenna field 115.
- the projection 128 protrudes perpendicular to the outside of the antenna field 26 and thus perpendicular to the protective plate 16 beyond the outside of the antenna field 26 or the protective plate 16 and forms two first frame sections 130 along the left edge 24 and right edge 22 of the protective plate 16.
- the first two frame sections 30 and 130 ensure that obliquely incident sun rays hit the projection at the side and thus no longer reach the surface of the protective plate, where they can be reflected. As a result, the projection forms shading for sun rays that come in laterally at an angle.
- Fig. 6 shows a third embodiment of an antenna field 214, in which, in addition to two first frame sections 230, a second frame section 232 is provided on the right and left edge of the protective plate 16.
- the frame section 232 is designed as an extension 234, the extension 234 protruding perpendicularly to the protective plate 16 over the outer side 26 of the protective plate, aligned parallel to the left edge 24 and right edge 22 of the protective plate 16 and projecting beyond the lower edge 20 of the protective plate 16.
- the second frame section 232 forms a continuation of the first frame section 230 and is formed in one piece with the first frame section 230.
- the extension 234 has a free end and the distance between the free end of the extension 234 and the lower edge 20 of the protective plate 16 is at least 20 cm.
- the reflection of sun rays that reach the protective plate 16 from above is additionally prevented.
- FIGS Fig. 4 , 5 and 6 illustrated embodiment of an antenna field 14, 114, 214 differ in that the projection 328, 428, 528 along the left edge 24, the right edge 22 and the upper edge 18 of the protective plate 16 a continuous first frame portion 330; 430; 530 forms.
- the provision of a projection on the upper edge 18 of the protective plate 16 provides for shading of the protective plate 16 in the case of sun rays which strike the protective plate 16 from above.
- the projection 28, 128, 228, 328, 428, 528 or the extension 234 has a rectangular cross section.
- the projection 28, 128, 228, 328, 428, 528 of the 4 to 9 and / or approach 234 of Fig. 6 and 9 also have a different rectangular cross-section than shown.
- FIG. 10 A cross section through an alternative embodiment of a projection 328 is shown, in which the free end 340 has the shape of a parabola and the base section 342 adjoining the free end 340 is rectangular in cross section.
- the parabola is a second or fourth degree parabola.
- a base section that widens conically downward can also be used.
- the cross section of the projection usually has a height of 40 to 60 cm and a width of 4 to 10 cm at the end section at which it is connected to the antenna field. This prevents sun rays with an angle of incidence of greater than or equal to 80 ° from reaching the antenna field 18.
- the first frame section 30, 130, 230, 330, 430, 530 and the second frame section 232 and the protective plate 16 consist of a material which is opaque for the wavelength range from approximately 0.4 ⁇ m to 5.0 ⁇ m, such as a PU foam a hard paper surface.
- the last-mentioned material is transparent to the wavelengths used in the radar and is therefore ideally suited for the use of the antenna systems as radar systems.
- the first frame section 30, 230, 330, 530 is glued to the protective plate 16 in the embodiments in which the frame section 30, 230, 330, 530 is arranged on the protective plate 16. It goes without saying that other connection techniques known to the person skilled in the art can also be used to fasten the first frame section 30, 230, 330, 530 to the protective plate 16. In addition, the protective plate 16 and the first frame section 30, 130, 230, 330, 530 can be formed in one piece.
- first frame section 30, 130, 230, 330, 430, 530 and the second frame section 232 is textured and matt lacquered on the outer sides where solar radiation can strike, in order to prevent specular reflections on the first frame section 30, 130, 230, 330, 430, 530 and the second frame portion 232 to prevent.
- the projection can be formed completely or in sections along one or more edges. It is not excluded here that the projection can also be provided on the lower edge.
- the features of the embodiments shown are combined with one another, individual features also being able to be omitted.
- the in Fig. 6 or approach 234 shown in FIG. 9 can also be used in an antenna system in which the projection is arranged on the antenna field.
- the approach can be an extension of an existing framework.
- the first and / or second frame section shadows the protective plate with respect to obliquely incident sun rays, so that no far-reaching sun reflections occur. It is particularly advantageous here that a projection is provided at least on the right and left edge of the protective plate, since this prevents reflection from the particularly disruptive side-incident sun rays. Since the first and / or second frame section are arranged directly on the protective plate, they rotate along with rotatable antenna systems, so that the desired shading is ensured in any position of the antenna system.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antennensystem, umfassend wenigstens ein Antennenfeld und eine ebene Antennenfeldaußenseite, wobei die ebene Antennenfeldaußenseite zumindest abschnittsweise von einer Schutzplatte bedeckt oder von einer Schutzplatte gebildet ist, die eine spekular reflektierende Oberfläche aufweist.
- Beispiele für solche Antennensysteme sind Phased Array Antennen, die als Radarantennen zum Teil für militärische Zwecke eingesetzt werden. Da diese Art von Antennen in der Regel eine spiegelnde Oberfläche aufweist, führt dies dazu, dass Strahlung, insbesondere Sonnenstrahlung an der Oberfläche reflektiert wird. Dies führt bei bestimmten Konstellationen zwischen Sonnenstand und Ausrichtung des Antennenfelds dazu, dass sehr intensive und weit sichtbare Sonnenreflexe auftreten. Hinzu kommt, dass sich manche Antennensysteme beispielsweise zu Radarzwecken drehen, so dass die kritische Konstellation zwischen Sonnenstrahlung und Ausrichtung des Antennenfelds, die weit sichtbare Sonnenreflexe verursacht, bei jeder vollständigen Rotation des Antennensystems um seine Achse kurzfristig erfüllt ist. Aufgrund der vorgegebenen Drehgeschwindigkeit der Antennensysteme ist die Dauer eines aufblitzenden Sonnenreflexes in der Regel größer als das Auflösungsvermögen üblicher Messgeräte, so dass die aufblitzenden Sonnenreflexe messtechnisch erfasst werden können.
- Diese bei drehenden Antennensystemen kurzfristig aufblitzenden Sonnenreflexe, die in sehr großer Entfernung von verfügbaren Messvorrichtung erfasst werden können, sind insbesondere bei militärischen Einsätzen gefürchtet, da diese entgegen sämtlichen Tarnversuchen den Standort und aufgrund der Taktfrequenz der auftretenden Sonnenreflexe gegebenenfalls sogar die Art des Antennensystems erkennen lassen.
- Diese Bedrohung bezieht sich auf den Spektralbereich des Sonnenlichtes, welcher im sichtbaren Spektralbereich anfängt und sich bis zum mittleren Infrarotbereich erstreckt. Dieser Bereich entspricht Wellenlängen von etwa 0,4 µm bis 5,0 µm.
- In der
DE 10 2004 025 647 A1 ist eine Einrichtung zum Tarnen spekular reflektierender Oberflächen beschrieben, um solche Sonnenblitze zu verhindern. Hierbei wird die Oberfläche des Antennensystems entsprechend strukturiert bzw. eine Gewebestruktur auf der Oberfläche des Antennenfeldes angebracht. - Diese in der
DE 10 2004 025 647 A1 beschriebene Tarnung ist vergleichsweise aufwändig. - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung bereitzustellen, die die Intensität der Sonnenreflexe reduziert.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Antennensystem wenigstens ein Antennenfeld umfasst sowie eine ebene Antennenfeldaußenseite, die zumindest abschnittsweise von einer ebenen Schutzplatte bedeckt oder von einer ebenen Schutzplatte gebildet ist, wobei die Schutzplatte eine Schutzplattenaußenseite mit einer spekular reflektierenden Oberfläche, einen oberen Rand, einen unteren Rand, einen rechten Rand und einen linken Rand aufweist, wobei wenigstens entlang eines Randes der Schutzplatte wenigstens abschnittsweise ein Vorsprung vorgesehen ist, der senkrecht zur Schutzplattenaußenseite über die Schutzplattenaußenseite hinausragt und wenigstens einen ersten Rahmenabschnitt bildet, wobei der Vorsprung zumindest abschnittsweise aus einem Material besteht, das eine geringere spekulare Reflexion als die Schutzplattenaußenseite aufweist, und wobei die die Schutzplatte aus einem Material besteht, das für Radarstrahlung durchlässig ist.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die kritischen, sehr intensiven und weitreichenden Sonnenreflexe dann auftreten, wenn, wie in
Fig. 1 dargestellt, die Sonnenstrahlen 800 sehr schräg auf eine spekular reflektierende Antennenfeldaußenseite 810 auftreffen. Mit anderen Worten werden die kritischen Sonnenreflexe dann beobachtet, wenn der Reflexionswinkel α in etwa größer oder gleich 80° ist. - Um zu verhindern, dass die schräg auftreffenden Sonnenstrahlen mit Reflexionswinkeln, die in etwa größer oder gleich 80° sind, auf die Oberfläche der Schutzplattenaußenseite gelangen, ist wenigstens entlang eines Randes der Schutzplatte wenigstens abschnittsweise ein Vorsprung vorgesehen, der senkrecht zur Schutzplattenaußenseite über die Schutzplattenaußenseite hinausragt und wenigstens einen ersten Rahmenabschnitt bildet. Der Vorsprung beschattet somit die Schutzplattenaußenseite für die schräg auftreffenden Sonnenstrahlen. Wenn auch noch Sonnenlicht, das mit deutlich kleineren Reflexionswinkeln auf die Schutzplattenaußenseite gelangt, reflektiert wird, so ist durch die beschriebene Maßnahme die Lichtintensität des reflektierten Sonnenlichts deutlich reduziert. Dies führt dazu, dass die am Antennensystem auftretenden Sonnenreflexe bzw. Lichtblitze in der Ferne messtechnisch nicht oder deutlich schwieriger zu erfassen sind.
- Zusätzlich kann der Vorsprung als optisches Hindernis für Strahlung dienen, die bereits auf der Oberfläche der Schutzplattenaußenseite reflektiert wurde.
- Um zu verhindern, dass der Vorsprung selbst wieder als Reflektor für die Sonnenstrahlung wirkt, weist der aus dem Vorsprung gebildete Rahmenabschnitt zumindest abschnittsweise ein Material auf, das eine geringere spekulare Reflexion als die Oberfläche der Schutzplattenaußenseite besitzt.
- Die beschriebene Maßnahme dient somit dazu, die Tarnung des Antennensystems gegenüber herkömmlichen Antennensystemen, die über keine alternative Tarnmaßnahmen zur Vermeidung von Sonnenreflexen verfügen, deutlich zu verbessern.
- Hierbei werden Reflexionen in dem gesamten Spektralbereich der Sonnenstrahlung, welcher den Bereich vom sichtbaren Licht bis zum mittleren Infrarotbereich, d.h. den Bereich von 0,4 µm bis 5,0 µm umfasst, deutlich reduziert.
- Es sei hier angemerkt, dass unter oberem Rand der Rand der Schutzplatte zu verstehen ist, die in Richtung Himmel weist, während der unterer Rand der Schutzplatte der Rand ist, der zum Boden gerichtet ist.
- Vorzugsweise ist der Vorsprung am rechten Rand und am linken Rand angeordnet und bildet zwei erste Rahmenabschnitte. Hierdurch ist ein optimaler Schutz gegen weithin sichtbare Reflexionen aufgrund von schräg einfallenden Sonnenstrahlen auf das Antennenfeld gegeben. Darüber hinaus wird das Gesamtgewicht des Antennensystems kaum erhöht, was unter anderem ein Vorteil für die Auslegung eines Antriebssystems für drehbare Antennensysteme bietet. Schließlich sind die Kosten und der Aufwand für diese Verbesserungsmaßnahme gering.
- Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform grenzt der Vorsprung unmittelbar an den Rand der Schutzplatte an. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Vorsprung auf dem Rand der Schutzplatte angeordnet.
- Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Vorsprung ein freies Ende aufweist, dessen Querschnitt in Form einer Parabel ausgebildet ist, wobei die Parabel vorzugsweise die Form y=a ∗ xb aufweist, mit a = - 2 bis - 10 und b = 2 oder 4. Dieser Querschnitt hat den Vorteil, dass er vergleichsweise stabil gegen mechanische Einflüsse ist.
- Abhängig von der Größe des Antennenfeldes bzw. der Schutzplatte und des Reflexionswinkels der Strahlen, die abgeschattet werden sollen, wird die Höhe des Vorsprungs gewählt, mit der der Vorsprung über die Antennenfeldaußenseite bzw. über die Schutzplattenaußenseite übersteht. Bei gängigen Antennenfeldern von etwa 8 m x 4 m ist beispielsweise eine Höhe von 40 bis 60 cm ausreichend, um die Ausbreitung des größten Teils der besonders störenden reflektierten Strahlung, die eine besonders hohe Intensität aufweist, zu verhindern.
- Die Breite der Vorsprünge ergibt sich aus der notwendigen Stabilität des Rahmens und liegt beispielsweise bei 4 bis 10 cm an dem Endabschnitt des Vorsprungs, der mit dem Antennensystem verbunden ist. Diese Breite ist besonders vorteilhaft bei Rahmenhöhen von 40 bis 60 cm.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter Rahmenabschnitt vorgesehen, wobei der zweite Rahmenabschnitt ein Ansatz ist, der senkrecht zur Schutzplattenaußenseite über die Schutzplattenaußenseite hinausragt, parallel zum linken und/oder rechten Rand der Schutzplatte ausgerichtet ist und über den unteren Rand der Schutzplatte hinausragt. Diese Ausführungsform kann zusätzlich oder anstelle eines am unteren Rand anliegenden Vorsprungs verwendet werden, um die Reflexion von von oben einfallenden Sonnenstrahlen zu verhindern. Vorzugsweise weist der Ansatz ein freies Ende auf, wobei der Abstand zwischen dem freien Ende des Ansatzes und dem unteren Rand der Schutzplatte mindestens 20 cm beträgt.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Schutzplatte und der erste Rahmenabschnitt und /oder der zweite Rahmenabschnitt aus dem gleichen Material, wobei die Oberfläche des ersten Rahmenabschnitts und/oder des zweiten Rahmenabschnitts zumindest an den Seiten der Rahmenabschnitte, die den einfallenden Sonnenstrahlen ausgesetzt sind, eine geringere spekulare Reflexion aufweisen als die Schutzplatte, wie etwa ein Verbund bestehend aus PU-Schaum mit einer Hartpapieroberfläche.
- Die Schutzplatte besteht aus einem für Radarstrahlung durchlässigen Material. Um die Leistung des Antennensystems nicht zu beeinträchtigen, ist es von Vorteil, dass das Material des ersten Rahmenabschnitts und/oder des zweiten Rahmenabschnitts für Radarstrahlung durchlässig ist.
- Hierdurch wird die Funktion des Antennensystems durch den Rahmen nicht beeinträchtigt, jedoch optimaler Schutz gegen blitzartige Sonnenreflexe gewährleistet.
- Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Oberfläche des ersten und/oder zweiten Rahmenabschnitts zumindest an den den einfallenden Sonnenstrahlen ausgesetzten Seiten strukturiert und/oder matt lackiert ausgebildet ist. Diese Maßnahme trägt dazu bei, dass die spekulare Reflexion von Sonnenstrahlen an den Rahmenteilen besonders gut verhindert wird.
- Bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines einfallenden Sonnenstrahls;
- Fig. 2
- den prinzipiellen Aufbau eines Antennensystem gemäß einer ersten Ausführungsform,
- Fig. 3
- den prinzipiellen Aufbau eines Antennensystem gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht eines Antennenfeldes gemäß einer ersten Ausführungsform,
- Fig. 5
- eine perspektivische Ansicht eines Antennenfeldes gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- Fig. 6
- eine perspektivische Ansicht eines Antennenfeldes gemäß einer dritten Ausführungsform,
- Fig. 7
- eine perspektivische Ansicht eines Antennenfeldes gemäß einer vierten Ausführungsform,
- Fig. 8
- eine perspektivische Ansicht eines Antennenfeldes gemäß einer fünften Ausführungsform,
- Fig. 9
- eine perspektivische Ansicht eines Antennenfeldes gemäß einer sechsten Ausführungsform,
- Fig. 10
- einen Querschnitt durch einen Vorsprung.
-
Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Antennensystems 10 gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem Sockelfuß 12 und einem Antennenfeld 14, das von einer Antennenhülle umgeben ist. Die Antennenhülle, welche auch als Radom bezeichnet wird, weist eine ebene Antennenfeldaußenseite auf, die nach außen in Richtung der von dem Antennenfeld zu erfassenden oder zu sendenden Strahlung weist. Die ebene Antennenfeldaußenseite ist vollständig mit einer Schutzplatte 16 bedeckt bzw. wird von einer solchen ebenen Schutzplatte 16 gebildet, wobei die Schutzplatte 16 einen oberen Rand 18, einen unteren Rand 20, einen rechten Rand 22 und einen linken Rand 24 und eine ebene, spiegelnde Schutzplattenaußenseite 26 aufweist. -
Fig. 3 zeigt ein weiteres bekanntes Antennensystem 110 mit einem Sockelfuß 12 und einem Antennenfeld 114, das von einer Antennenhülle umgeben ist, wobei die Antennenhülle eine ebene Antennenfeldaußenseite 115 aufweist und die Antennenfeldaußenseite 115 bis auf einen umlaufenden Randabschnitt von einer Schutzplatte 16 bedeckt bzw. gebildet ist. Auch bei diesem Antennensystem 110 weist die Schutzplatte 16 einen oberen Rand 18, einen unteren Rand 20, einen rechten Rand 22 und einen linken Rand 24 sowie eine ebene, spiegelnde Schutzplattenaußenseite 26 auf. Hierbei bilden die Antennenfeldaußenseite 115 und die Oberfläche der Schutzplatte 16 eine ebene nach außen weisende Fläche. - Beide Antennensysteme 10, 110 sind um ihre Längsachse drehbar, wobei hierbei eine Drehung zwischen dem Sockelfuß 12 und dem Antennenfeld erfolgt. Bei dem Antennenfeld handelt es sich um ein Phased Array Antennenfeld. Die Schutzplatten 16 bestehen jeweils aus einem Material, das für Radarwellen durchlässig ist.
- Bei den in den
Fig. 2 und3 dargestellten Ausführungsformen treffen Sonnenstrahlen unter allen Winkeln auf die Schutzplatte 16 und werden von der ebenen Schutzplatte 16 reflektiert. Hierbei führen Sonnenstrahlen, die unter einem großen Reflexionswinkel α, wie inFig. 1 dargestellt, im Bereich von ungefähr 80° oder größer auf die Oberfläche der Schutzplatte 16 auftreffen, zu lichtintensiven Reflexionen, die noch in weiter Ferne beobachtet bzw. messtechnisch erfasst werden können. -
Fig. 4 zeigt ein Antennenfeld 14 einer ersten Ausführungsform eines Antennensystems, das sich von der inFig. 2 dargestellten bekannten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass entlang des linken Randes 24 und des rechten Randes 22 der Schutzplatte 16 auf der Schutzplatte16 ein Vorsprung 28 vorgesehen ist, der, wieFigur 4 zeigt, senkrecht zur Schutzplattenaußenseite 26 über die Schutzplattenaußenseite 26 hinausragt. Der Vorsprung 28 bildet entlang des linken Randes 24 und rechten Randes 22 zwei erste Rahmenabschnitte 30. -
Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung der inFig. 3 dargestellten Ausführungsform eines Antennensystems 110, wobei nur die Antennenfeldaußenseite 115 und die Schutzplatte 16 dargestellt sind. Bei der inFig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsform eines Antennenfeldes 114 ist die ebene Antennenfeldaußenseite 115 größer als die Schutzplatte 16, so dass die Schutzplatte 16 von einem von der Antennenfeldaußenseite 115 gebildeten Rand umgeben ist. Der Vorsprung 128 ist bei dieser Ausführungsform entlang des linken Randes 24 und des rechten Randes 22 der Schutzplatte 16 angrenzend an den Rand der Schutzplatte 16 auf der Antennenfeldaußenseite 115 vorgesehen. Der Vorsprung 128 ragt senkrecht zur Antennenfeldaußenseite 26 und somit senkrecht zu der Schutzplatte 16 über die Antennenfeldaußenseite 26 bzw. Schutzplatte 16 hinaus und bildet entlang des linken Randes 24 und rechten Randes 22 der Schutzplatte 16 zwei erste Rahmenabschnitte 130. - Die beiden ersten Rahmenabschnitte 30 und 130 sorgen dafür, dass seitlich schräg einfallende Sonnenstrahlen auf den Vorsprung treffen und somit nicht mehr auf die Oberfläche der Schutzplatte gelangen, wo sie reflektiert werden können. Der Vorsprung bildet hierdurch für seitlich schräg einfallende Sonnenstrahlen eine Beschattung.
-
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Antennenfeldes 214, bei dem zusätzlich zu zwei ersten Rahmenabschnitten 230 auf dem rechten und linken Rand der Schutzplatte 16 ein zweiter Rahmenabschnitt 232 vorgesehen ist. Der Rahmenabschnitt 232 ist als Ansatz 234 ausgebildet, wobei der Ansatz 234 senkrecht zur Schutzplatte 16 über die Schutzplattenaußenseite 26 hinausragt, parallel zum linken Rand 24 und rechten Rand 22 der Schutzplatte 16 ausgerichtet ist und über den unteren Rand 20 der Schutzplatte 16 hinausragt. - Hierbei bildet der zweite Rahmenabschnitt 232 eine Fortsetzung des ersten Rahmenabschnitts 230 und ist einstückig mit dem ersten Rahmenabschnitt 230 ausgebildet. Der Ansatz 234 weist ein freies Ende auf und der Abstand zwischen dem freien Ende des Ansatzes 234 und dem unteren Rand 20 der Schutzplatte 16 beträgt mindestens 20 cm.
- Bei dieser Ausführungsform wird zusätzlich die Reflexion von Sonnenstrahlen, die von oben auf die Schutzplatte 16 gelangen, verhindert.
-
Fig. 7, 8 und9 zeigen Ausschnitte weiterer Ausführungsformen eines Antennenfeldes 314, 414 und 514, die sich von der in denFig. 4 ,5 und 6 dargestellten Ausführungsform eines Antennenfeldes 14, 114, 214 dadurch unterscheiden, dass der Vorsprung 328, 428, 528 entlang des linken Randes 24, des rechten Randes 22 und des oberen Randes 18 der Schutzplatte 16 einen durchgehenden ersten Rahmenabschnitt 330; 430; 530 bildet. - Das Vorsehen eines Vorsprungs am oberen Rand 18 der Schutzplatte 16 sorgt für eine Beschattung der Schutzplatte 16 bei Sonnenstrahlen, die von oben auf die Schutzplatte 16 treffen.
- In den
Fig. 4 bis 9 weist der Vorsprung 28, 128, 228, 328, 428, 528 bzw. der Ansatz 234 einen rechteckigen Querschnitt auf. - Bei nicht im Detail dargestellten Ausführungsformen eines Antennenfeldes kann der Vorsprung 28, 128, 228, 328, 428, 528 der
Fig. 4 bis 9 und/oder der Ansatz 234 derFig. 6 und9 auch einen anderen als den dargestellten rechteckigen Querschnitt aufweisen. - In
Fig. 10 ist ein Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Vorsprungs 328 gezeigt, bei welchem das freie Ende 340 die Form einer Parabel aufweist und der an das freie Ende 340 anschließende Basisabschnitt 342 im Querschnitt rechteckig ausgebildet ist. Die Parabel ist eine Parabel zweiten oder vierten Grades. - Anstelle des rechteckigen Querschnitts des Basisabschnitts ist auch ein sich nach unten konisch erweiternder Basisabschnitt einsetzbar.
- Bei einer Antennenfeldgröße von ca. 4 m x 8 m weist der Querschnitt des Vorsprungs üblicherweise eine Höhe von 40 bis 60 cm und an dem Endabschnitt, an dem er mit dem Antennenfeld verbunden ist, eine Breite von 4 bis 10 cm auf. Hierbei wird verhindert, dass Sonnenstrahlen mit einem Einfallswinkel von größer oder gleich 80° auf das Antennenfeld 18 gelangen.
- Der erste Rahmenabschnitt 30, 130, 230, 330, 430, 530 und der zweite Rahmenabschnitt 232 sowie die Schutzplatte 16 bestehen aus einem für den Wellenlängenbereich von etwa 0,4 µm bis 5,0 µm opaken Material, wie etwa einem PU-Schaum mit einer Hartpapieroberfläche. Zuletzt genanntes Material ist für die im Radar verwendeten Wellenlängen durchlässig und somit optimal für den Einsatz der Antennensysteme als Radarsysteme geeignet.
- Der erste Rahmenabschnitt 30, 230, 330, 530 ist bei den Ausführungsformen, bei denen der Rahmenabschnitt 30, 230, 330, 530 auf der Schutzplatte 16 angeordnet ist, mit der Schutzplatte 16 verklebt. Es versteht sich, dass auch andere dem Fachmann bekannte Verbindungstechniken eingesetzt werden können, um den ersten Rahmenabschnitt 30, 230, 330, 530 an der Schutzplatte 16 zu befestigen. Darüber hinaus können die Schutzplatte 16 und der erste Rahmenabschnitt 30, 130, 230, 330, 530 einstückig ausgebildet sein.
- Darüber hinaus ist die Oberfläche des ersten Rahmenabschnitts 30, 130, 230, 330, 430, 530 und des zweiten Rahmenabschnitts 232 an den Außenseiten, an denen Sonnenstrahlung auftreffen kann, strukturiert und matt lackiert, um spekulare Reflexionen an dem ersten Rahmenabschnitt 30, 130, 230, 330, 430, 530 und dem zweiten Rahmenabschnitt 232 zu verhindern. Die Oberflächen des ersten Rahmenabschnitts 30, 130, 230, 330, 430, 530 und des zweiten Rahmenabschnitts 232, die innen liegen und nicht den einfallenden Sonnenstrahlen ausgesetzt sind, sind glatt gestaltet.
- Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Vorsprung vollständig oder abschnittsweise entlang eines oder mehrerer Ränder ausgebildet sein. Hierbei ist nicht ausgeschlossen, dass der Vorsprung auch am unteren Rand vorgesehen sein kann.
- Bei nicht dargestellten Ausführungsformen sind die Merkmale der dargestellten Ausführungsformen miteinander kombiniert, wobei einzelne Merkmale auch weggelassen werden können. So kann beispielsweise der in
Fig. 6 bzw. 9 dargestellte Ansatz 234 auch bei einem Antennensystem verwendet werden, bei dem der Vorsprung auf dem Antennenfeld angeordnet ist. Hierbei kann der Ansatz eine Verlängerung eines bereits vorhandenen Rahmens sein. - Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der erste und/oder zweite Rahmenabschnitt die Schutzplatte bezüglich schräg einfallender Sonnenstrahlen beschattet, so dass keine weit reichenden Sonnenreflexionen auftreten. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass zumindest am rechten und linken Rand der Schutzplatte ein Vorsprung vorgesehen ist, da hierbei die Reflexion von den besonders störenden seitlich einfallenden Sonnenstrahlen verhindert wird. Da der erste und/oder zweite Rahmenabschnitt unmittelbar an der Schutzplatte angeordnet sind, drehen diese sich bei drehbar ausgelegten Antennensystemen mit, so dass die gewünschte Beschattung in jeder Stellung des Antennensystems gewährleistet ist.
Claims (13)
- Antennensystem umfassend wenigstens ein Antennenfeld (14) und eine ebene Antennenfeldaußenseite (115), die zumindest abschnittsweise von einer ebenen Schutzplatte (16) bedeckt oder von einer ebenen Schutzplatte (16) gebildet ist, wobei die Schutzplatte (16) eine Schutzplattenaußenseite (26) mit einer spekular reflektierenden Oberfläche, einen oberen Rand (18), einen unteren Rand (20), einen rechten Rand (22) und einen linken Rand (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens entlang eines Randes (18, 20, 22, 24) der Schutzplatte (16) wenigstens abschnittsweise ein Vorsprung (28; 128; 228; 328; 428; 528) vorgesehen ist, der senkrecht zur Schutzplattenaußenseite (26) über die Schutzplattenaußenseite (26) hinausragt und wenigstens einen ersten Rahmenabschnitt (30; 130; 230; 330; 430; 530) bildet, wobei der Vorsprung (28; 128; 228; 328; 428; 528) zumindest abschnittsweise aus einem Material besteht, das eine geringere spekulare Reflexion als die Schutzplattenaußenseite (26) aufweist, und dass die Schutzplatte (16) aus einem Material besteht, das für Radarstrahlung durchlässig ist.
- Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (28; 128; 228) am rechten Rand (22) und am linken Rand (24) angeordnet ist und zwei erste Rahmenabschnitte (20; 130; 230) bildet.
- Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (128; 428) unmittelbar an den Rand der Schutzplatte (16) angrenzt.
- Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (28; 228; 328; 528) auf der Schutzplatte (16) angeordnet ist.
- Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung ein freies Ende aufweist, dessen Querschnitt in Form einer Parabel ausgebildet ist, wobei die Parabel vorzugsweise die Form y=a ∗ xb aufweist, mit a = - 2 bis - 10 und b = 2; 4.
- Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (28; 128; 228; 338; 438; 538) im Querschnitt eine Breite von 4 bis 10 cm und/oder eine Höhe von 40 bis 60 cm aufweist.
- Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Rahmenabschnitt (232) vorgesehen ist, wobei der zweite Rahmenabschnitt (232) ein Ansatz (234) ist, der senkrecht zur Schutzplattenaußenseite (26) über die Schutzplattenaußenseite (26) hinausragt, parallel zum linken und/oder parallel zum rechten Rand der Schutzplatte (16) ausgerichtet ist und über den unteren Rand (20) der Schutzplatte (16) hinausragt.
- Antennensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (234) ein freies Ende aufweist und der Abstand zwischen dem freien Ende des Ansatzes (234) und dem unteren Rand (20) der Schutzplatte (16) mindestens 20 cm beträgt.
- Antennensystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (16) und der erste Rahmenabschnitt (30; 130; 230; 330; 430; 530) und/oder der zweite Rahmenabschnitt (232) aus dem gleichen Material bestehen, wobei die Oberfläche des ersten Rahmenabschnitts (30; 130; 230; 330; 430; 530) und/oder des zweiten Rahmenabschnitts (232) zumindest an den Seiten der ersten und zweiten Rahmenabschnitte, die den einfallenden Sonnenstrahlen ausgesetzt sind, eine geringere spekulare Reflektion aufweisen als die Schutzplatte (16).
- Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des ersten Rahmenabschnitts (30; 130; 230; 330; 430; 530) und/oder des zweiten Rahmenabschnitts (232) für Radarstrahlung durchlässig ist.
- Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des ersten Rahmenabschnitts (30; 130; 230; 330; 430; 530) und/oder des zweiten Rahmenabschnitts (232) zumindest an den Seiten des ersten und zweiten Rahmenabschnitts, die den einfallenden Sonnenstrahlen ausgesetzt sind, strukturiert und/oder matt lackiert ausgebildet ist.
- Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenfeld (16) ein Phased Array Antennenfeld ist.
- Antennensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennensystem einen Sockelfuß (12) aufweist und das Antennenfeld (14) um einen Sockelfuß (12) drehbar ist.
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