FR2580958A1

FR2580958A1 - Method for applying polarisation-selection structures to a reflector of a directional antenna

Info

Publication number: FR2580958A1
Application number: FR8605975A
Authority: FR
Inventors: Ernst Blenninger; Richard Haslbeck
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1986-10-31
Also published as: FR2580958B1

Abstract

Method for applying polarisation-selection structures to a reflector of a directional antenna. The method comprises the following operations: a. application of a masking lacquer 3 to a prepared surface 2 of the reflector 1; b. cutting out the lacquer film 3 along the peripheral lines 4 of the polarisation-selection structures; c. removing the cut-out structural profiles 8; d. depositing a metal on the surface 2 by vacuum evaporation; e. depositing silicon dioxide on the surface 2 by vacuum evaporation; f. removing the remaining masking lacquer.

Description

Procédé d'application de structures à sélection de polarisation sur un réflecteur d'une antenne directive
L'invention se rapporte à un procédé pour l'application de structures à sélection de polarisation sur un réflecteur d'une antenne directive.Method of applying polarization selection structures on a reflector of a directional antenna
The invention relates to a method for applying polarization selection structures on a reflector of a directional antenna.

Dans la technique d'émission et de réception haute fréquence, il est depuis longtemps usuel de fabriquer des réflecteurs pour antennes avec trajet des rayons fortement concentré en métal. Pour les réflecteurs, il est par ailleurs connu d'utiliser des matériaux composites fibreux constitués de fibres, telles que fibres de verre, kevlar ou fibres de carbone, qui sont noyées dans des résines époxy ou polyimide, et qui sont enduites d'un feuil métallique ou dont les fibres sont métallisées. In the high-frequency transmission and reception technique, it has long been customary to produce antenna reflectors with a highly concentrated metal path. For the reflectors, it is also known to use fibrous composite materials consisting of fibers, such as glass fibers, kevlar or carbon fibers, which are embedded in epoxy or polyimide resins, and which are coated with a film. metallic or whose fibers are metallized.

Le progrès accompli dans la technique démission et de réception a conduit à une utilisation rnultiple des différentes fréquences au moyen d'ondes polarisées perpendiculairement les unes par rapport aux autres. Par le brevet américain 4 001 8XE, on connaît un réflecteur parabolique qui agit sélectivement pour un sens de polarisation et qui comporte une surface réfléchissante à structure en bandes. The progress made in the resignation and reception technique has led to the multiple use of the different frequencies by means of polarized waves perpendicular to each other. US Pat. No. 4,001,8XE discloses a parabolic reflector which selectively acts for a sense of polarization and has a strip-like reflective surface.

Ces bandes, au cours d'une opération compliquée, sont tout d'abord découpées au moyen d'un procédé d'attaque chimique photographique dans une feuille recouverte de métal, puis collées dans la coque du réflecteur. Abstraction faite du fait que des structures compliquées comme des dipôles ne peuvent être que très difficilement réalisées avec c procédé, il n'est, en outre, pas certain que les grandes variations de température intervenant lors de l'utilisation de tels réflecteurs ne provoqueront pas des déformations de la structure sous l'effet des contraintes de cisaillement se produisant.These strips, during a complicated operation, are first cut by means of a photographic etching process in a sheet covered with metal, then glued in the shell of the reflector. Apart from the fact that complicated structures such as dipoles can only be very difficult to achieve with this method, it is also not certain that the large variations in temperature occurring during the use of such reflectors will not cause deformations of the structure under the effect of the shear stresses occurring.

D'autre part, par la bibliographie (IEEE
Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-27,
No. 4, Juillet 1979 > pages 466-473 et par "The Handbook of
Antenna Design" Vol. 1, Peter Peregrinus Ltd., 1982, pages 184, 185), on connalt,pour des structures de résonateurs, un procédé de fabrication dans lequel on réalise, par voie photochimique, des structures de résonateurs sur une feuillesupport, puis on colle la feuille-support terminée dans le réflecteur de forme parabolique. Outre qu'une structure de résonateurs ainsi construite a, par nature même, une épaisseur considérable, elle présente à son tour le grand inconvénient que, lors de la pose et du collage de la feuille-support, il se produit d'énormes imprécisions qui sont inévitables avec ce procédé.On the other hand, by the bibliography (IEEE
Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-27,
No. 4, July 1979> pages 466-473 and by "The Handbook of
Antenna Design "Vol.1, Peter Peregrinus Ltd., 1982, pages 184, 185), there is known, for resonator structures, a manufacturing process in which resonator structures on a support sheet are made by photochemical means, the finished carrier foil is then glued in the parabolic reflector, and in addition to the fact that a resonator structure thus constructed is, by its very nature, of considerable thickness, it has in its turn the great disadvantage that, during installation and collage of the support sheet, there are huge inaccuracies that are inevitable with this process.

Pour l'application de structures à sélection de polarisation sur un réflecteur, l'invention a par conséquent pour objet d'indiquer un procédé qui, d'une part, permette une application simple et extrêmement précise des structures sur la surface du réflecteur et, d'autre part, empêche efficacement l'apparition de contraintes thermiques entre le matériau-support et la structure. For the purpose of applying polarization selection structures on a reflector, the object of the invention is therefore to indicate a method which, on the one hand, allows a simple and extremely precise application of the structures on the surface of the reflector and, on the other hand, effectively prevents the occurrence of thermal stresses between the support material and the structure.

Ce résultat est atteint selon l'invention avec un procédé caractérisé par les opérations suivantes
a) application d'une laque de masquage sur une surface préparée du réflecteur
b) découpage du feuil de laque le long des lignes périphériques des structures à sélection de polarisation ;
c) enlèvement des profilés structurels découpés
d) dépôt par évaporation sous vide d'un métal sur la surface;
e) dép8t par évaporation sous vide de dioxyde de silicium sur la surface
f) enlèvement de la laque de masquage restante.This result is achieved according to the invention with a method characterized by the following operations
a) applying a masking lacquer to a prepared surface of the reflector
b) cutting the lacquer film along the peripheral lines of the polarization selection structures;
c) removal of cut structural sections
d) vacuum deposition of a metal on the surface;
e) evaporation by vacuum evaporation of silicon dioxide on the surface
f) removal of the remaining masking lacquer.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel
la figure i est une coupe d'un réflecteur préparé préalablement avec profilés structurels découpés
la figure 2 est une coupe d'un réflecteur revêtu conformément au procédé selon l'invention.The invention will be better understood from the description of an embodiment taken as an example, but not limited to, and illustrated by the appended drawing, in which:
FIG. 1 is a section of a previously prepared reflector with cut structural sections
Figure 2 is a section of a reflector coated according to the method according to the invention.

La figure 1 est une coupe d'un réflecteur 1 déjà recouvert d'une laque de masquage 3 dans laquelle on a déjà enlevé les endroits au niveau desquels les structures doivent être réalisées. Figure 1 is a section of a reflector 1 already covered with a masking lacquer 3 in which we have already removed the places at which the structures must be made.

De tels réflecteurs sont par exemple employés dans les satellites de télécommunications. A cet effet, on utilise des réflecteurs à double coque qui sont disposés les uns derrière les autres et qui doivent présenter des structures métalliques déterminées - comme des bandes ou dipôles, comme cela a par exemple été proposé dans le brevet ............ (demande P 34 31 986.7) - d'une largeur type d'environ 0 > 5 mm et une division d'environ 22 mm pour une tolérance de l'ordre de grandeur de 0,05 mm. Par ailleurs, on exige que ces réflecteurs aient une faible masse et une grande stabilité thermique.Or, précisément en cas de fortes variations de température, des bandes métalliques épaisses appliquées sur un matériau composite fibreux - comme par exemple de la résine époxy avec garniture en fibres de kevlar, de carbone, ou fibres de verre, engendrent des contraintes de cisaillement importantes qui peuvent déformer considérablement la géométrie du réflecteur ou même détruire le réflecteur. Such reflectors are for example used in telecommunications satellites. For this purpose, double-shelled reflectors are used which are arranged one behind the other and which must have specific metal structures - such as strips or dipoles, as has been proposed for example in the patent ...... ...... (application P 34 31 986.7) - a typical width of about 0> 5 mm and a division of about 22 mm for a tolerance of the order of magnitude of 0.05 mm. Furthermore, it is required that these reflectors have a low mass and a high thermal stability.Or, precisely in case of large temperature variations, thick metal strips applied to a fibrous composite material - such as epoxy resin with lining Kevlar, carbon fibers, or glass fibers, generate significant shear stresses that can dramatically deform the reflector geometry or even destroy the reflector.

On va décrire maintenant un exemple de mise en oeuvre conformément au procédé revendiqué qui supprime les inconvénients cités ci-dessus. Pour la preparation du procédé d'enduction3 après le dégraissage, on nettoie tout d'abord la coque du réflecteur par brûlage sans flamme. We will now describe an example of implementation in accordance with the claimed method which eliminates the disadvantages mentioned above. For the preparation of the coating process after degreasing, the reflector shell is first cleaned by flameless burning.

Cela signifie que l'on brûle sans flamme la surface du réflecteur d'après le principe du nettoyage ionique selon lequel on fait, par exemple, passer sur la coque du réflec teur une cathode soumise à haute tension. Par évaporation sous vide, on recouvre alors le cas échéant la surface du réflecteur d'une couche 7 de SiO2 d'environ i500 A d'épaisseur pour obtenir une surface plane 2. Sur celle-ci on dépose un mince feuil (environ 30 um) d'une laque de masquage 3. On découpe ce feuil 3 - par exemple au moyen d'une machine-outil à commande numérique - le long des lignes périphériques 4 des structures désirées 5 à sélection de polarisation.On enlève maintenant les profilés structurels découpés 8 de la laque de masquage 3 aux endroits qui doivent ensuite être revêtus d'un métal. Après cette opération, on nettoie éventuellement la coque du réflecteur à l'aide d'un procédé de nettoyage connu. Dans la chambre à vide, on recouvre alors le réflecteur par évaporation d'une couche d'aluminium 5 d'une épaisseur d'environ 2000 à 3000 A. Sur la couche d'aluminium, on vaporise une couche de protection en dioxyde de silicium d'une épaisseur d'environ 1500 avant de retirer les parties restant encore de la laque de masquage 3. Après le dernier dépôt par évaporation sous vide d'encore une couche de dioxyde de silicium d'environ 1500 A d'épaisseur en tant que feuil de protection et d'une couche de protection UV, on obtient la structure de couche définitive telle qu'elle est représentée à la figure 2.This means that the surface of the reflector is flamelessly burned according to the principle of ion cleaning, whereby a cathode subjected to high voltage is passed over the reflector shell, for example. By evaporation under vacuum, the surface of the reflector is then covered with a SiO 2 layer 7 approximately 1500 A thick to obtain a flat surface 2. There is deposited on a thin film (approximately 30 μm ) This film 3 is cut out - for example by means of a CNC machine tool - along the peripheral lines 4 of the desired polarization-selective structures. The structural sections are now removed. cut 8 of the masking lacquer 3 at the places which must then be coated with a metal. After this operation, the shell of the reflector may be cleaned using a known cleaning process. In the vacuum chamber, the reflector is then covered by evaporation of an aluminum layer 5 with a thickness of about 2000 to 3000 A. On the aluminum layer, a protective layer of silicon dioxide is vaporized. of a thickness of about 1500 before removing the remaining parts of the masking lacquer 3. After the last vacuum evaporation deposition of another layer of silicon dioxide of about 1500 A thick as protection film and a UV protective layer, the final layer structure as shown in FIG. 2 is obtained.

Ltavantage particulier du procédé d'enduction selonl'invention pour réflecteurs à sélection de polarisation réside dans le fait qu'il permet d'appliquer de façon simple sur les surfaces des réflecteurs une structure en bandes ou en dipôles extrêmement précise et en même temps aussi thermiquement stable et légère en raison de sa faible épaisseur. Les distorsions qui apparaissent obligatoirement lorsque l'on dépose sur des surfaces de réflecteurs des structures appliquées sur des feuilles-supports, peuvent notamment être complètement supprimées. The particular advantage of the coating method according to the invention for polarization-selective reflectors lies in the fact that it makes it possible to simply apply to the surfaces of the reflectors an extremely precise strip and dipole structure and at the same time also thermally stable and light because of its small thickness. The distortions that inevitably appear when deposited on surfaces of reflectors structures applied to the support sheets, can in particular be completely removed.

Claims

A method of applying polarization selection structures on a reflector of a directional antenna, characterized by the following operations

a) applying a masking lacquer (3) to a prepared surface (2) of the reflector (1)

b) cutting the lacquer film (2) along the peripheral lines (4) of the polarization selection structures

c) removing the cut structural sections (8);

d) Vacuum evaporation of a metal on the surface (2)

e) deposition by vacuum evaporation of silicon dioxide on the surface (2)

f) removal of the remaining masking lacquer.

2. Method according to claim 1, characterized in that the surface (2) of the reflector (1) is cleaned before the application of the masking lacquer (3).

3. Method according to claim 1, characterized in that it first cleans the surface (2) of the reflector (1) before the application of the masking lacquer ()) and then deposited the silicon dioxide by evaporation under vacuum.

4. Method according to claim 1, characterized in that the surface (2) of the reflector (1) is cleaned after removal of the cut structural sections.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it covers the surface (2) of the reflector (1) of silicon dioxide by evaporation under vacuum after the removal of the masking lacquer remaining.