Die Erfindung betrifft ein Reflektorsystem für eine polarisationsselektive Antenne mit doppelt linearer Polarisation gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Reflektorsysteme für polarisationsselektive Antennen sind hinreichend bekannt und umfassen in der Regel zwei hintereinander angeordnete reflektierende Schalen, von denen die in Einfallsrichtung der elektromagnetischen Wellen gesehene vordere Schale nur Signale einer Polarisation reflektiert und die Signale der anderen Polarisation transmittiert. Dies wird dadurch erreicht dass auf der vorderen Schale ein lineares Gitter aufgebracht ist. Derartige Reflektorsysteme für polarisationsselektive Antennen werden häufig für Satelliten verwendet.

Ein gattungsgemäßes Reflektorsystem einer polarisationsselektiven Antenne für einen Satelliten ist in der DE 3536581 A1 offenbart. Das Reflektorsystem umfassteine in Einfallsrichtung der elektromagnetischen Wellen gesehene erste parabolische Reflektorschüssel, die versetzt über einer zweiten parabolischen Reflektorschüssel angeordnet ist. Die beiden Reflektorschüsseln sind in Form einer Sandwich-Konstruktion aus einem HF-transparenten, d.h. für Hochfrequenzstrahlung durchlässigen, Material ausgebildet. Die beiden Reflektorschüsseln weisen jeweils ein Gitterbelag paralleler, beabstandeter elektrischer Leiter auf, wobei die Leiter der einen Reflektorschüssel senkrecht zu den Leitern der anderen Reflektorschüsseln angeordnet sind - jeweils projiziert in die Aperturebene der Antenne. Die Leiter bzw. die aus den Leitern gebildeten Gitter sind dabei in das HF-transparente Material der Reflektorschüsseln eingebettet.

Aufgrund des Einsatzes der Reflektorsysteme für Satellitenantennen sind diese in mehrerer Hinsicht extremen Beanspruchungen ausgesetzt: Beim Start der Trägerrakete insbesondere den durch die vom Raketentriebwerk erzeugten Vibrationen sowie nach Aussetzen des Satelliten in seiner Umlaufbahn Wärmespannungen aufgrund der Temperaturdifferenz und verschiedener Wärmedehnungskoefftzienten verschiedener Werkstoffe. Analog führt die Dehydrierung im Vakuum, speziell bei den üblicherweise zum Einsatz kommenden HF-transparenten Werkstoffen wie z.B. Kevlar/Aramid, zu unerwünschten Schrumpfungen bzw. Formänderungen im Orbit. Im Gegensatz zu Kohlenstofffasern gehören Aramidfasern zu den UV-empfindlichen Werkstoffen und erfordern daher ein zusätzliches Sonnenschutzschild, was zum einen zur Degradation der HF-Leistung und zum anderen zur Erhöhung der Gesamtmasse des Systems führt. Eine gewichtsoptimierte Ausbildung des Systems ist jedoch aufgrund der hohen Transportkosten von herausragender Bedeutung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Reflektorsystem für eine polarisationsselektive Antenne mit doppelt linearer Polarisation gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art weiter zu bilden, um eine in Bezug auf mechanische und hydrothermische Belastung sowie in Hinblick auf das Gewicht optimierte Gestaltung zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

In bekannter Art und Weise umfasst das Reflektorsystem für eine polarisationsselektive Antenne mit doppelt linearer Polarisation einen ersten und zweiten, jeweils elektromagnetische Wellen reflektierenden Reflektor sowie einen zwischen den beiden Reflektoren angeordneten Abstandhalter, über den der erste Reflektor beabstandet zum zweiten Reflektor gehalten ist. Unter dem ersten Reflektor wird vorliegend der in Einfallsrichtung der elektromagnetischen Wellen betrachtet vordere Reflektor verstanden. Erfindungsgemäß ist der erste Reflektor als ein trägermaterialloses erstes Gitter in der Aperturebene paralleler, beabstandeter in einer ersten Polarisationsrichtung orientierter elektrischer Leiter ausgebildet. Trägermateriallos bedeutet, dass im Gegensatz zum Stand der Technik die elektrischen Leiter nicht in einem, den Reflektor bildenden dielektrischem Material eingebettet sind, sondern dass der erste Reflektor ausschließlich aus dem durch die Leiter gebildeten Gitter besteht. In vorteilhafter Weise ist durch den Verzicht auf ein Trägermaterial nunmehr eine, ein geringes Gewicht aufweisende Konstruktion ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund des Wegfalls des

Trägermaterials das Problem unterschiedlicher Wärme- und Feuchteausdehnungskoeffizienten nicht auftritt, d.h. dass auch im Hinblick auf Formhaltjgkeit eine optimierte Konstruktion zur Verfügung gestellt ist. Aufgrund der bereits erwähnten geringeren Masse ist das erfindungsgemäße Reflektorsystem zudem weniger anfällig gegenüber der während der Startphase auftretenden Schwingungen bzw. Vibrationen.

Vorzugsweise - aber nicht ausschließlich - sind die Reflektoren in Form eines Paraboloids ausgebildet. Auch in der Grundform parabolische Reflektoren mit lokalen Verformungen können vorkommen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Abstandhalter zwischen dem ersten und zweiten Reflektor als ein die beiden Reflektoren an ihrem Umfang umfassenden Umfangsring ausgebildet. Die Ausbildung des Abstandshalter ausschließlich in Form eines Umfangsring erweist sich als vorteilhaft, da hierdurch unnötige Streukörper im Strahlengang der Antenne vermieden werden.

Vorzugsweise sind die elektrischen Leiter des ersten Gitters mit ihren Enden jeweils an dem als Umfangsring ausgebildeten Abstandshalter befestigt, insbesondere verklebt. Durch die Befestigung der Enden der Leiter an dem Umfangsring ist auf eine einfache Art und Weise eine Formgebung des Gitters, beispielsweise in Form eines Paraboloids, ermöglicht. Die Befestigung mittels einer Verklebung hat den Effekt, dass eine einfache, kostengünstige Fertigung gewährleistet ist.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der zweite Reflektor vollflächig, insbesondere in Form einer Sandwich-Konstruktion, ausgebildet und weist eine die elektromagnetische Wellen polaristions- unabhängig reflektierende Oberfläche auf.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Reflektor wiederum vollflächig, z. B. wieder in Form einer Sandwich-Konstruktion, ausgebildet. Im Gegensatz zu ersten Ausführungsform weist bei dieser Ausführungsform der zweite Reflektor ein zweites Gitter paralleler, beabstandeter elektrischer Leiter auf, die im Bezug zum ersten Gitter orthogonal ausgerichtet sind. Die Leiter bzw. das zweite Gitter sind bzw. ist in bekannter Art und Weise in das Material des zweiten Reflektors eingebettet.

Gemäß einer dritten Ausführungsform ist der zweite Reflektor entsprechend zu dem ersten Reflektor ebenfalls in Form eines trägermaterialosen zweiten Gitters mit parallel beabstandeten elektrischen Leitern ausgebildet, wobei die Leiter des zweiten Gitters im Bezug zum ersten Gitter orthogonal ausgerichtet sind. Diese Ausführungsform erweist sich als besonders vorteilhaft, da aufgrund der nunmehr trägermateriallosen Ausbildung beider Reflektoren eine besonders gewichtsoptimierte Konstruktion ermöglicht ist. - A -

Um eine einfache Formgebung des zweiten Gitters bzw. des zweiten Reflektor zu gewährleisten, sind wiederum die Enden der elektrischen Leiter des zweiten, trägermateriallosen Gitters an dem Umfangsring befestigt. Die Befestigung ist vorzugsweise wiederum in Form einer Verklebung ausgebildet.

Zur Sicherstellung einer ausreichenden Stabilisierung des ersten Gitters bzw. des ersten und des zweiten Gitters, insbesondere in der Startphase der Trägerrakete, weisen die Leiter des ersten Gitters bzw. die Leiter des ersten und zweiten Gitters mindestens eine senkrecht zu den Leitern des Gitters ausgerichtete Querrippe auf.

Um eine ausreichende Verbindung zwischen Querrippe und den Leitern sicher zu stellen, sind diese in vorteilhafter Weise miteinander verklebt.

Vorzugsweise sind die elektrischen Leiter des Gitters bzw. der Gitter als kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe ausgebildet.

Gemäß einer Ausführungsform sind dabei die elektrischen Leiter des Gitters bzw. der Gitter und die mindestens eine Querrippe als kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe ausgebildet. Die Verwendung des gleichen Materials für Leiter und Querrippe hat den Vorteil, dass Querrippe und Leiter den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, d.h. dass keine Wärmespannungen auftreten.

Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die elektrischen Leiter des Gitters bzw. der Gitter als kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe ausgebildet, während die mindestens eine Querrippe des Gitters bzw. der Gitter aus einem UV-beständigen, feuchteunempfindlichen dielektrischen Material ausgebildet ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die elektrischen Leiter in einem Abstand von 1 ,7 bis 2 mm zueinander angeordnet und weisen einen Durchmesser von 0,5 bis 0,6 mm auf. Die drahtförmig ausgebildeten Querrippen weisen einen Durchmesser von 0,5 bis 1 ,00 mm auf. Lediglich der

Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass obige Dimensionierungen nicht als Einschränkung zu verstehen sind und lediglich eine für einen speziellen Frequenzbereich (Ka-Band) vorgesehene Ausführungsform beschreiben. Denkbar wäre beispielsweise auch ein Einsatz für Ku-Band. Für die Leiter bzw. Querrippe würden sich dann folgende Dimensionen ergeben: Abstand der Leiter 2,5 bis 3 mm, Durchmesser der Leiter ca. 1 mm, Durchmesser Querrippe 1 bis 2mm.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendete Begriffe und zugeordnete Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 Eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäß>en Reflektorεystem für eine polarisationsselektive Antenne mit doppelt linearer Polarisation;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den ersten Reflektor des erfindungsgemäßen Reflektorsystem aus Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 1 mit Ei bezeichneten Einzelheit und

Fig.4 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 3 mit E2 bezeichneten Einzelheit.

Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung mehr oder minder schematisch, ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Reflektorsystem für eine polarisationsselektive Antenne mit doppelt linearer Polarisation.

Das Reflektorsystem 10 umfasstim Wesentlichen einen ersten Reflektor 12, einen zweiten Reflektor 14 sowie einen zwischen dem ersten Reflektor 12 und zweiten Reflektor 14 angeordneten, in Form eines Umfangsring ausgebildeten Abstandshalter 16. Auf eine Darstellung der Hornstrahler zum Bestrahlen der Reflektoren 12, 14 mit elektromagnetischen Wellen bzw. zum Empfang der von den Reflektoren 12, 14 reflektierten elektromagnetischen Wellen, wurde vorliegend aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Der in Einfallsrichtung der elektromagnetische Wellen betrachtete hinter dem ersten Reflektor 12 angeordnete zweite Reflektor 14 weist zudem ein Befestigungselement 18 auf, über den das Reflektorsystem 10 mit der Struktur eines, hier ebenfalls aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten, Satelliten verbindbar ist.

Die beiden Reflektoren 12, 14 sind in Form eines Paraboloids ausgebildet. Während der zweite Reflektor 14 in bekannter Art und Weise in Form einer Sandwich- Konstruktion ausgebildet ist, ist wie insbesondere aus Fig.2 ersichtlich, der erste Reflektor 12 als ein trägermaterialloses Gitter 20 paralleler, beabstandeter in einer ersten Polarisationsrichtung orientierter elektrischer Leiter 22 (vgl. Fig. 4) ausgebildet. Zur Stabilisierung weist das Gitter 20 fünf senkrecht zu den Leitern 22 angeordnete, drahtförmig ausgebildete Querrippen 24 auf. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die parallel zueinander angeordneten elektrischen Leiter 22 einen Abstand von 1 ,7 bis 2 mm zueinander auf. Der Durchmesser der elektrischen Leiter befragt zwischen 0,5 und 0,6 mm. Die dvahtförmig ausgebildeten Querrippen weisen einen Durchmesser von 0,5 bis 1,0 mm auf.

Die elektrischen Leiter 22 und die drahtförmigen Querrippen sind materialgleich, nämlich als ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFRP) ausgebildet.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, steht der Abstandshalter 16 lediglich mit dem äußeren Rand der beiden Reflektoren 12, 14 in Kontakt. Hierbei sind die Leiter 22 des Gitters 20 in entsprechende Nuten im Abstandshalter 16 beabstandet gehalten, insbesondere mittels einer Klebeverbindung, vgl. Fig.4.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Reflektorsystems 10, nämlich insbesondere der Ausbildung des ersten Reflektors 12 in Form eines trägermateriallosen Gitters 20 paralleler, beabstandeter in einer ersten Polarisationsrichtung orientierter elektrischer Leiter 22, ist eine gewichtsoptimierte Konstruktion ermöglicht. Weitere Vorteile sind die, aufgrund der geringeren Systemmasse bedingten verbesserten Eigenschaften hinsichtlich des Schwingungsverhalten beim Start der Trägerrakete. Bezu gszeichenliste

10 Reflektorsystem

12 erster Reflektor

14 zweiter Reflektor

16 Abstandshalter

18 Befestigungselement 20 Gitter

22 elektrische Leiter

24 Querrippen