DE4343125C2 - Peilantenne, insbesondere Radarantenne - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Peilantenne, insbesondere einer Radarantenne, nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für transportable Peil- oder Radarantennen, die insbesondere auf einem Fahr­ zeug, z. B. einem Kraftfahrzeug oder einem Schiff ange­ bracht sind. Derartige Antennen sind im allgemeinen für eine elektromagnetische Strahlung mit kleinen Wellenlän­ gen, z. B. Millimeterwellen, ausgelegt und dementsprechend an sich räumlich klein (kompakt). In vielen Anwendungsfäl­ len, insbesondere in der Radar- und/oder Peiltechnik, ist es erforderlich, solche Antennen um die sogenannte Azimutachse, die einem Fachmann geläufig ist, zu drehen. Insbesondere für einen von Um­ welteinflüssen, insbesondere Wetter, unabhängigen Betrieb solcher Antennen ist es naheliegend, diese innerhalb eines an sich bekannten Radoms anzuordnen. Ist nun die Antenne als hochleistungsfähige Sende- und/oder Empfangsantenne mit einem sogenannten aktiven Frontend (Sende- und/oder Empfangsteil) ausgebildet, so kann in diesem eine störende Verlustwärme entstehen, welche infolge des Radoms allenfalls schwierig abführbar ist.

Aus US 5,049,891 ist eine drehbare Radar- und/oder Peilantenne bekannt, welche innerhalb eines Radoms angeordnet ist. Das drehbare Radom ist oberhalb eines Flugzeugs angeordnet und mittels einer Hohlwelle mit dem Rumpf des Flugzeugs verbunden. Zur Kühlung des aktiven Antennen-Frontend ist ein Kühlkreislauf vorge­ sehen, in den das Frontend sowie ein im Bodenbereich des Flugzeugs fest einge­ bauter Wärmetauscher integriert ist. Die Kühlleitungen werden aus dem Innern des Radoms durch in der Hohlwelle angeordnete drehbare Kühlleitungsverbindungen in den Rumpfbereich des Flugzeugs zum Wärmetauscher geführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Peilantenne anzu­ geben, die räumlich kompakt, mechanisch robust sowie kostengünstig herstellbar ist und mit der eine hochwirksame Beseitigung störender Verlustwärme ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, dass selbst bei hohen Verlustwärme- Leistungen keine Drehdurchführungen für ein Kühlmittel erforderlich sind.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass das Radom mechanisch so stabil ausführbar ist, so dass selbst bei rauhen Einsatzbedingungen ein guter Schutz der Sende- und/oder Empfangsantenne gewährleistet ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug­ nahme auf eine schematisch dargestellte Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel, dem eine drehbare Antennenanordnung, die in der am gleichen Tag eingereichten deutschen Patentanmeldung DE 43 43 179 näher beschrieben ist, zugrunde liegt.

Die Figur zeigt ein Befestigungsteil BE, z. B. einen rotationssymmetrischen Flansch, zum Befestigen, z. B. mittels mehrerer Schraubverbindungen, der nachfolgend noch näher beschriebenen Anordnung auf einem der eingangs erwähnten Fahrzeuge, z. B. auf dem Dach eines Kraftfahrzeuges. Die Normale des Befestigungsteiles BE ist die Drehachse DR, die gleichzeitig die erwähnte Azimutachse ist. Die Drehachse DR führt durch eine Hohlachse HO, die fest, das heißt nicht drehbar, mit dem Befesti­ gungsteil BE verbunden ist. Um die Hohlachse HO drehbar gelagert ist ein Träger­ körper TR, auf dessen Oberseite OB ein Motor M befestigt ist. Zwischen dem Träger­ körper TR und dem Befestigungsteil BE befindet sich ein Getriebe, vorzugsweise ein Zahnriemengetriebe, zumindest bestehend aus den Zahnriemenscheiben Z1, Z2 so­ wie einem diese umgebenden mechanisch gespannten Zahnriemen Z. Alternativ da­ zu ist es möglich, das Getriebe als Kettengetriebe, bestehend aus Kettenrädern (statt der Zahnriemenscheiden) sowie einer mechanisch gespannten Kette (statt des Zahnriemens), auszubilden. Auf der Oberfläche OB des Trägerkörpers TR befindet sich außerdem eine Sende- und/oder Empfangsantenne RA, vorzugsweise eine Radarantenne, bestehend aus einem Reflektor R mit einem sogenannten Frontend SE, das über eine Halterung HA an dem Reflektor R befestigt ist. Letzterer ist seiner­ seits durch eine Haltevorrichtung HV auf der Oberfläche OB befestigt. Eine solche Radarantenne hat eine Hauptrichtung HR (Sende- und/oder Empfangsrichtung), die im wesentlichen senkrecht auf der Drehachse DR (Azimutachse) steht. Die Radarantenne RA kann durch an sich bekannte elektrische und/oder mechanische Mittel zusätzlich so ausgebildet sein, daß eine Bewegung der Hauptrichtung HR zusätzlich in Elevationsrichtung EL möglich ist.

Insbesondere für kurze Wellenlängen, z. B. den Millimeter­ wellenbereich, ist es vorteilhaft, das Frontend SE als mindestens ein Strahlerelement, das zu dem Reflektor R hin ausgerichtet ist, auszubilden und dem mindestens einem Strahlerelement eine mit aktiven elektrischen Bauelementen arbeitende Sende- und/oder Empfangseinrichtung, die in der Radartechnik an sich bekannt ist, nachzuschalten. In einem solchen aktiven Frontend SE kann störende Verlustwärme entstehen, die sogar zur Zerstörung elektronischer Bauele­ mente, insbesondere Halbleiterbauelemente, innerhalb des Frontendes SE führen kann. Dieser Nachteil kann dadurch beseitigt werden, daß das Frontend SE von einem gasförmi­ gen oder flüssigen Kühlmittel durchströmt wird, so daß die Verlustwärme abgeführt wird. Es ist nun zweckmäßig, das in dem Frontend SE erwärmte Kühlmittel mittels Rohr- und/oder Schlauchverbindungen sowie einer Pumpeinrichtung einem Wärmetauscher W zuzuführen, wo das Kühlmittel abgekühlt wird, und es anschließend wieder dem Frontend SE zuzulei­ ten, so daß ein geschlossener Kühlmittelkreislauf ent­ steht.

Besonders vorteilhaft ist es nun, den Wärmetauscher W in der schematisch dargestellten Weise an dem Radom RD anzu­ bringen. Das Radom RD ist seinerseits an dem Trägerkörper TR befestigt, z. B. über Schraubverbindung. Das Radom RD ist also um die Drehachse DR (Azimutachse) drehbar. Auf diese Weise können zwischen Frontend SE und Wärmetauscher W zuverlässige sowie kostengünstige Verbindungsleitungen verwendet werden. Insbesondere entfallen ansonsten nötige drehbare Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchführungen im Be­ reich der Hohlachse HO.

Der Wärmetauscher W besteht z. B. aus an dem Radom RD befe­ stigten Kühlrohren. Es ist zweckmäßig, das Radom RD sowie die Kühlrohre aus einem gut wärmeleitendem Material, z. B. Metall, herzustellen. Da dieses aber für elektromagneti­ sche Wellen nicht genügend durchlässig ist, besitzt das Radom RD im Bereich der Hauptrichtung HR der Antenne RA ein für elektromagnetische Wellen durchlässiges Fenster F, das z. B. aus einem Kunststoffmaterial besteht. Ein solches ist insbesondere in der Radartechnologie an sich bekannt.

Bei der beschriebenen Anordnung werden vorteilhafterweise lediglich zuverlässige und kostengünstig herstellbare elektrische Drehdurchführungen im Bereich der Hohlachse HO benötigt.

Es ist vorteilhaft, das Radom in der dargestellten Weise bis zu dem Befestigungsteil BE zu führen. Dadurch ist das zwischen dem Trägerkörper TR und dem Befestigungsteil BE vorhandene Getriebe geschützt, insbesondere gegen Ver­ schmutzungen. Zusätzlich ist es möglich, zwischen dem Befestigungsteil BE und dem Radom RD eine Drehdichtung anzu­ bringen, die einem Fachmann an sich geläufig ist.

Es ist ersichtlich, daß bei der vorstehenden Anordnung die geometrischen Maße insbesondere von der verwendeten Wel­ lenlänge abhängen. Davon sind die Außmaße der Antenne RA und damit insbesondere diejenigen des Radoms RD abhängig.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere anwendbar. Bei­ spielsweise kann das Radom RD zumindest im Bereich des Wärmetauschers W zweischalig ausgebildet sein, so daß die Kühlrohre (Wärmetauscherrohre) dann innerhalb der Wandung des Radoms angeordnet sind. Weiterhin kann der Wärmetau­ scher W zusätzliche Kühlrippen besitzen.

Claims (7)

1. Peilantenne, insbesondere Radarantenne, bestehend aus
einer um die Azimutachse drehbaren Sende- und/oder Empfangsantenne für elektromagnetische Wellen,
einem geschlossenen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf, in den ein aktives Sende- und/oder Empfangsteil der Sende- und/oder Empfangsantenne und ein Wärmetauscher integriert ist,
einem die Sende- und/oder Empfangsantenne schützenden und bezüglich eines Befestigungsteiles drehbaren Radom, das für die elektromagnetischen Wellen zumindest teilweise durchlässig ist und unter welchem die Sende- und Empfangsantenne angeordnet ist, wobei das Radom zumindest in der Hauptrichtung der Sende- und/oder Empfangsantenne für die elektromagne­ tischen Wellen durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Radoms (RD) ein um die Azimutachse drehbarer Träger­ körper (TR), auf welchem die Sende- und/oder Empfangsantenne (RA) fest anbringbar ist, vorhanden ist,
dass das Radom (RD) fest mit dem Trägerkörper (TR) verbunden ist und
dass der Wärmetauscher (W) an der Außenwandung des drehbaren Ra­ doms (RD) befestigt ist.

2. Peilantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (W) ein von einem Kühlmittel durch­ strömbares Rohrsystem besitzt, das an dem Radom (RD) befe­ stigt ist.

3. Peilantenne nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Radom (RD) sowie der daran befe­ stigte Wärmetauscher (W) aus einem wärmeleitendem Material bestehen und daß im Bereich der Hauptrichtung (HR) in dem Radom (RD) ein Fenster (F), das für die Wellen durchlässig ist, angebracht ist.

4. Peilantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (F) aus Kunststoff besteht.

5. Peilantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Radom (RD) zumindest im Bereich des Wärmetauschers (W) zweischalig (doppelwandig) ausgebildet ist und daß das Rohrsystem des Wärmetauschers (W) innerhalb der Wandung angeordnet ist.

6. Peilantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (TR) bezüg­ lich eines Befestigungsteiles (BE) drehbar angeordnet ist und daß das Radom (RD) bis zu dem Befestigungsteil (BE) ausgeführt ist.

7. Peilantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Radom (RD) und dem Befestigungsteil (BE) eine Drehdichtung vorhanden ist.