用于天線罩的避雷系統(tǒng)以及相關(guān)聯(lián)的組裝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于天線罩的避雷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括定位在天線罩（R）的內(nèi)壁上的至少一個(gè)避雷帶（b1，b2，...，b6），其特征在于，避雷帶在天線罩的內(nèi)壁上限定如下的曲線：該曲線在其所有點(diǎn)處基本上垂直于由天線所輻射的穿過(guò)天線罩的內(nèi)壁的電場(chǎng)矢量的極化方向。
【專利說(shuō)明】用于天線罩的避雷系統(tǒng)以及相關(guān)聯(lián)的組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于天線罩的避雷系統(tǒng)以及一種用于在天線罩上組裝該避雷系統(tǒng)的方法。本發(fā)明特別有利地可應(yīng)用于飛行器天線罩。
【背景技術(shù)】
[0002]在飛行器的飛行期間，雷電可能引起飛行器的重大損壞。為了保護(hù)飛行器并且使可能由雷電引起的損壞最小化，眾所周知的是在飛行器的天線罩上放置保護(hù)免遭雷電的帶。
[0003]用于保護(hù)免遭雷電的第一已知系統(tǒng)由定位在天線罩的外表面上的金屬帶組成。圖1示出了該裝置。為了使空氣動(dòng)力問(wèn)題最小化，金屬帶b呈輻射狀地定位在天線罩的外表面上，從天線罩的外圍開(kāi)始并且以天線罩的P尖端為目標(biāo)。該金屬帶被電連接至飛行器的接地。當(dāng)雷電襲擊天線罩時(shí)，金屬帶b將雷電引導(dǎo)至飛行器的接地。
[0004]為了消除空氣動(dòng)力問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，金屬帶定位在天線罩的內(nèi)部，并且雷電利用與天線罩的外壁平齊的金屬螺柱被附接在天線罩上。 申請(qǐng)人:于 2007 年 12 月 11 日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?0759733、名稱為“SystSme parafoudre et aeronefcomportant un tel systeme (避雷系統(tǒng)以及包括該系統(tǒng)的飛行器)”的專利申請(qǐng)中描述了這樣的系統(tǒng)。出于對(duì)金屬帶至飛行器的機(jī)身的連接以及對(duì)稱性的考慮，該金屬帶呈輻射狀地定位在天線罩的內(nèi)表面上。圖2示出了與天線罩的外壁平齊的金屬螺柱I和位于天線罩的內(nèi)表面上的避雷帶b之間的連接。使用間隔器EN將金屬螺柱I固定在天線罩R的壁中，并且金屬帶b被擰緊到金屬螺柱I上。因此，襲擊天線罩的外壁2的側(cè)面上的金屬螺柱I的雷電F被引導(dǎo)至位于天線罩的內(nèi)壁3的側(cè)面上的帶b。
[0005]盡管該第二裝置可以解決空氣動(dòng)力問(wèn)題，但是金屬帶的位置繼續(xù)干擾由天線發(fā)出的輻射。事實(shí)上，由于呈輻射狀定位在天線罩的內(nèi)表面上的金屬帶b的存在，較大的范圍內(nèi)所發(fā)出的總能量低于在沒(méi)有帶的情況下所發(fā)出的總能量。同樣地，輻射模式相對(duì)于在沒(méi)有帶的情況下可能獲得的模式而言也被干擾。
[0006]本發(fā)明不具有上述缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及一種用于天線罩的避雷系統(tǒng)，該天線能夠朝著天線罩的內(nèi)壁來(lái)輻射具有預(yù)定的直線極化方向的電場(chǎng)，該系統(tǒng)包括定位在天線罩的內(nèi)壁上的至少一個(gè)避雷帶，其特征在于，避雷帶在天線罩的內(nèi)壁上限定如下的曲線:該曲線在其每個(gè)點(diǎn)處基本上垂直于電場(chǎng)矢量的預(yù)定的直線極化方向。
[0008]在本發(fā)明的背景下，表述“基本上垂直”必須理解為例如在大約25°的范圍內(nèi)垂直。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的附加特征，由避雷帶限定的曲線基本上垂直于一組線段，對(duì)于天線的失準(zhǔn)，這組線段中的每個(gè)線段對(duì)應(yīng)于如下的直線段(straight line segment)沿著垂直于包含天線的平面的方向在天線罩的內(nèi)壁上的投影:該直線段以天線的中央輻射直線元件為中心并且具有與電場(chǎng)矢量的預(yù)定的極化方向平行的方向，該電場(chǎng)矢量可以由所述中央輻射直線元件來(lái)輻射，這組線段對(duì)于天線的多個(gè)失準(zhǔn)來(lái)確定。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一附加特征，由避雷帶所限定的曲線基本上垂直于至少一個(gè)附加線段，該至少一個(gè)附加線段是對(duì)應(yīng)于天線的鄰接件(abutment)的投影線段朝著天線罩的外圍并且直到位于界定天線罩的雷電區(qū)域的邊界(contour)附近的點(diǎn)的延伸，所述線段的延伸對(duì)應(yīng)于在天線罩的內(nèi)壁與包括所述投影線段和以所述直線元件為中心的直線段的平面之間的交線。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的再一附加特征，避雷帶連接至位于界定天線罩的雷電區(qū)域的邊界之外的電接地。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的再一附加特征，天線的多個(gè)失準(zhǔn)包括天線的整個(gè)無(wú)線電插槽。
[0013]本發(fā)明還涉及一種包括天線罩和能夠朝著天線罩的內(nèi)壁輻射具有預(yù)定的直線極化方向的電場(chǎng)的天線的裝置，天線罩設(shè)置有避雷系統(tǒng)，其特征在于，該避雷系統(tǒng)是根據(jù)本發(fā)明的一種系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明還涉及包括具有天線罩和天線的裝置的飛行器:該裝置包括天線罩和能夠朝著天線罩的內(nèi)壁輻射具有預(yù)定的直線極化方向的電場(chǎng)的天線，其特征在于，該裝置是根據(jù)本發(fā)明的一種裝置。
[0015]本發(fā)明還涉及一種用于在天線罩的內(nèi)壁上組裝避雷系統(tǒng)的方法，天線能夠朝著天線罩的內(nèi)壁輻射具有預(yù)定的直線極化方向的電場(chǎng)，該方法包括在天線罩的內(nèi)壁上組裝至少一個(gè)避雷帶，其特征在于，避雷帶的組裝被進(jìn)行為所述帶遵循如下的曲線:該曲線在其每個(gè)點(diǎn)處基本上垂直于電場(chǎng)矢量的預(yù)定的直線極化方向。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)附加特征:
[0017]確定一組線段，對(duì)于天線的失準(zhǔn)，這組線段中的每個(gè)線段由如下的直線段沿著垂直于包含天線的平面的方向在天線罩的內(nèi)壁上的投影來(lái)確定:該直線段以天線的中央輻射直線元件為中心并且具有與電場(chǎng)矢量的預(yù)定的直線極化方向平行的方向，該電場(chǎng)矢量可以由所述中央輻射直線元件輻射，這組線段對(duì)于天線的多個(gè)失準(zhǔn)來(lái)確定，以及
[0018]避雷帶定位在天線罩的內(nèi)壁上使得被所述帶截?cái)嗟木€段基本上垂直地被截?cái)唷?br> [0019]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)附加特征:
[0020]這組線段的確定還包括:對(duì)于鄰接天線的失準(zhǔn)，朝著天線罩的外圍并且直到位于界定天線罩的雷電區(qū)域的邊界附近的點(diǎn)來(lái)投影的線段的延伸，線段的延伸對(duì)應(yīng)于天線罩的內(nèi)壁與包括以所述直線元件為中心的直線段和投影線段的平面之間的交線，以及
[0021]避雷帶在天線罩的內(nèi)壁上被延伸使得:由延伸產(chǎn)生的投影線段基本上垂直地被所述帶截?cái)唷?br> 【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]在參照附圖來(lái)閱讀本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式時(shí)，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，其中:
[0023]圖1 (已經(jīng)描述)示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第一避雷系統(tǒng)；
[0024]圖2 (已經(jīng)描述)示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二避雷系統(tǒng)的詳細(xì)視圖；[0025]圖3示出了作為非限制性示例的根據(jù)本發(fā)明的配備有避雷系統(tǒng)的天線罩的內(nèi)壁的正視圖；
[0026]圖4A至圖4B、圖5A至圖5B以及圖6A至圖6B象征性地示出了根據(jù)本發(fā)明的分別對(duì)應(yīng)于福射的電磁波的三種不同的直線極化方向的三個(gè)避雷系統(tǒng)；
[0027]圖7A和7B示出了作為非限制性示例的適合于圖3所示的避雷系統(tǒng)的布置的幾何圖；以及
[0028]圖8示出了適合于圖7A和7B所示的幾何圖的設(shè)計(jì)的雷達(dá)天線面板。
[0029]在所有的附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖3示出了作為非限制性示例的根據(jù)本發(fā)明的配備有避雷系統(tǒng)的天線罩的內(nèi)壁的正視圖。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的避雷系統(tǒng)包括分布在天線罩的內(nèi)壁上的六個(gè)金屬帶匕至匕。每個(gè)避雷帶限定如下的曲線:該曲線在其所有點(diǎn)處基本上垂直于由面向天線罩的天線所輻射的電場(chǎng)矢量的直線極化方向。根據(jù)所選擇的示例，面向天線罩的天線(圖中未示出)是輻射如下電磁波的平板天線:該電磁波的電場(chǎng)以45°被直線地極化。由天線所輻射的電場(chǎng)矢量的極化方向由線段S1, S2,..., Sj,..., Sn象征性地來(lái)示出，參照本說(shuō)明書(shū)的圖7A至圖7B對(duì)這些線段的構(gòu)造進(jìn)行概述。
[0032]每個(gè)避雷帶通過(guò)正如先前參照?qǐng)D2所描述的一組金屬螺柱I來(lái)連接至天線罩的外部。天線罩的內(nèi)壁的雷電區(qū)域由閉合曲線E來(lái)界定。在曲線E之外，每個(gè)避雷帶連接至飛行器的接地。在其自身已知的方式中，天線罩的最中央的部分不具有避雷帶(圖3所示的圓C內(nèi)部的天線罩的區(qū)域)。
[0033]圖4A至圖4B、圖5A至圖5B以及圖6A至圖6B象征性地示出了根據(jù)本發(fā)明的分別對(duì)應(yīng)于福射的電磁波的三種不同直線極化方向的三個(gè)避雷系統(tǒng)。
[0034]圖4A至圖4B象征性地示出了由圖3詳細(xì)地示出并且對(duì)應(yīng)于以45°被極化的輻射波的情況。圖4A示出了避雷帶在天線罩的內(nèi)壁上的位置，以及圖4B示出了由天線所輻射的相應(yīng)電磁場(chǎng)的配置。
[0035]圖5A至圖5B象征性地示出了垂直極化的輻射波的情況。圖5A示出了避雷帶在天線罩的內(nèi)壁上的位置，以及圖5B示出了由天線輻射的相應(yīng)電磁場(chǎng)的配置。
[0036]圖6A至圖6B象征性地示出了水平極化的輻射波的情況。圖6A示出了避雷帶在天線罩的內(nèi)壁上的位置，以及圖6B示出了由天線輻射的相應(yīng)電磁場(chǎng)的配置。
[0037]所有的附圖示出了基本上垂直于輻射的電場(chǎng)矢量的方向的避雷帶的定位。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，建立避雷帶的方位和由天線所輻射的波的電場(chǎng)的直線極化方向之間的關(guān)系具有許多優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，建立這種關(guān)系使得天線罩的透明性的損耗顯著降低，例如大約3%的降低。因此，可以在氣象現(xiàn)象的檢測(cè)方面獲得范圍增益和靈敏度增益。建立這種關(guān)系還使得由天線發(fā)出的光束的變形顯著減少，從而引起由天線罩的存在所生成的旁瓣電平的增加的例如3dB的下降。因此，例如通過(guò)防止將不位于天線的軸線上的云端上的旁瓣的任何反射考慮在內(nèi)，提高了氣象檢測(cè)的可靠性。同樣地，降低了地面回波的影響，這提高了接收信號(hào)的質(zhì)量并且降低了風(fēng)切變檢測(cè)系統(tǒng)或PWS (Predictive WindShear system,預(yù)測(cè)風(fēng)切變系統(tǒng))的錯(cuò)誤警報(bào)的可能性。此外，光束的軸偏差降低，從而有利于映射或目標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度。
[0039]圖7A和7B分別示出了作為非限制性示例的根據(jù)圖3所示的示例的天線罩的內(nèi)壁的正視圖和橫向截面視圖，在天線罩的內(nèi)壁上示出了能夠幫助避雷帶的定位的幾何圖。
[0040]朝著天線罩輻射的電磁波是一種如下的波:該波的電場(chǎng)以45°被直線地極化。圖8示出了輻射這樣的波的雷達(dá)天線面板的正視圖。天線的表面限定了以正交參考(X，Y)為中心的圓，X軸和Y軸在飛行器在地面上時(shí)基本上與水平線和垂直線結(jié)合。天線能夠圍繞X軸和Y軸中的每個(gè)軸移動(dòng)(圍繞X進(jìn)行方位角旋轉(zhuǎn)以及圍繞Y軸進(jìn)行仰角旋轉(zhuǎn))。天線設(shè)
置有在參考(X，Y)中以45°被定向的一組狹縫FpF2......Fn等。在這些狹縫中，中央狹縫
FC穿過(guò)由面板限定的圓的中心。輻射電場(chǎng)的極化是直線的。每個(gè)狹縫輻射如下的電磁波:該電磁波的電場(chǎng)具有垂直于狹縫的軸線的方向。
[0041]圖7Α的幾何圖示出了分布在天線罩的內(nèi)壁上的一組線段SiQ=I，2，...，N)的正視圖。這些線段被容納到如下的閉合曲線E中:該閉合曲線E對(duì)于天線的所有可能的失準(zhǔn)來(lái)界定天線罩的內(nèi)壁的雷電區(qū)域。
[0042]對(duì)于給定的天線失準(zhǔn)，線段Sjf應(yīng)于如下的直線段沿著垂直于包含天線的表面的平面的方向在天線罩的內(nèi)壁上的投影:該直線段以中央直線元件FC為中心并且具有與由所述中央直線元件所輻射的電場(chǎng)矢量的極化方向平行的方向。對(duì)于直徑等于70cm的天線，以中央直線元件為中心的直線段的長(zhǎng)度例如被選擇為等于15cm。然而，其他值也是可以的，例如IOcm或20cm。對(duì)于天線的多個(gè)失準(zhǔn)，包括零失準(zhǔn)(在天線的軸上的投影)以及與天線鄰接的失準(zhǔn)，中央直線段被投影到中央直線元件上。優(yōu)選地，天線的多個(gè)失準(zhǔn)包括天線的整個(gè)無(wú)線電插槽。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，對(duì)應(yīng)于天線處于鄰接件中的情況下的投影線段朝著天線罩的外圍延伸。因此，投影線段的延伸對(duì)應(yīng)于天線罩的內(nèi)壁與包括投影線段和以直線元件為中心的直線段的平面之間的交線。參照?qǐng)D7A，投影線段Sk因此延伸了投影線段S」。
[0044]一旦確立了線段Si的幾何結(jié)構(gòu)，則金屬帶通過(guò)附接所選擇的布局點(diǎn)使得通過(guò)這些點(diǎn)所繪制出的曲線基本上垂直于曲線所截?cái)嗟木€段被組裝在天線罩的內(nèi)表面上。將兩個(gè)連續(xù)的布局點(diǎn)分開(kāi)的距離在曲線距離上例如等于20cm。天線罩的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間的一定數(shù)量的通道點(diǎn)為了想要固定金屬帶的螺釘?shù)耐ǖ酪脖桓攀?。金屬帶可以是剛性?并且因此具有先前已經(jīng)給出的合適的形狀)，或者可以是柔性的，以更好的符合所期望的形狀。
[0045]在之前的描述中，已經(jīng)將本發(fā)明更具體地描述用于飛行器上的天線罩。然而，更一般地說(shuō)，不管天線罩是否在飛行器上，本發(fā)明應(yīng)用于與天線相關(guān)的任何類型的天線罩。
【權(quán)利要求】
1.一種用于天線罩的避雷系統(tǒng)，天線能夠朝著所述天線罩的內(nèi)壁輻射具有預(yù)定的直線極化方向的電場(chǎng)，所述系統(tǒng)包括定位在所述天線罩的內(nèi)壁上的至少一個(gè)避雷帶，其特征在于，所述避雷帶在所述天線罩的所述內(nèi)壁上限定如下的曲線:所述曲線在所述曲線的每個(gè)點(diǎn)處基本上垂直于電場(chǎng)矢量的所述預(yù)定的直線極化方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，由所述避雷帶所限定的所述曲線基本上垂直于一組線段(S1, S2,, SN)，對(duì)于所述天線的失準(zhǔn)，所述一組線段中的每個(gè)線段對(duì)應(yīng)于如下的直線段沿著垂直于包含所述天線的平面的方向在所述天線罩的所述內(nèi)壁上的投影:所述直線段以所述天線的中央輻射直線元件(F。)為中心并且具有與所述電場(chǎng)矢量的所述預(yù)定的極化方向平行的方向，所述電場(chǎng)矢量能夠由所述中央輻射直線元件來(lái)輻射，所述一組線段對(duì)于所述天線的多個(gè)失準(zhǔn)來(lái)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，由所述避雷帶所限定的所述曲線基本上垂直于至少一個(gè)附加線段，所述至少一個(gè)附加線段是對(duì)應(yīng)于所述天線的鄰接件的投影線段的朝著所述天線罩的外圍并且直到位于界定所述天線罩的雷電區(qū)域的邊界(E)附近的點(diǎn)的延伸，所述線段的延伸對(duì)應(yīng)于所述天線罩的所述內(nèi)壁與包括以所述直線元件為中心的所述直線段和所述投影線段的平面之間的交線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述避雷帶(b1;b2，...，b6)連接至位于界定所述天線罩的所述雷電區(qū)域的所述邊界(E )之外的電接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述天線的所述多個(gè)失準(zhǔn)包括所述天線的整個(gè)無(wú)線電插槽。
6.一種包括天線罩(R)和天線(A)的裝置，所述天線(A)能夠朝著所述天線罩(R)的內(nèi)壁輻射具有預(yù)定的直線極化方向的電場(chǎng)，所述天線罩設(shè)置有避雷系統(tǒng)，其特征在于，所述避雷系統(tǒng)是根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)。
7.一種包括具有天線罩(R)和天線(A)的裝置的飛行器，所述天線(A)能夠朝著所述天線罩的內(nèi) 壁輻射具有預(yù)定的直線極化方向的電場(chǎng)，其特征在于，所述裝置是根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置。
8.一種用于在天線罩的內(nèi)壁上組裝避雷系統(tǒng)的方法，天線能夠朝著所述天線罩的內(nèi)壁輻射具有預(yù)定的直線極化方向的電場(chǎng)，所述方法包括在所述天線罩的所述內(nèi)壁上組裝至少一個(gè)避雷帶，其特征在于，所述避雷帶的所述組裝被進(jìn)行為使得所述帶遵循如下的曲線:所述曲線在所述曲線的每個(gè)點(diǎn)處基本上垂直于電場(chǎng)矢量的所述預(yù)定的直線極化方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組裝方法，其中，確定一組線段(S1,S2, , SN)，對(duì)于所述天線的失準(zhǔn)，所述一組線段中的每個(gè)線段由如下的直線段沿著垂直于包含所述天線的平面的方向在所述天線罩的所述內(nèi)壁上的投影來(lái)確定:所述直線段以所述天線的中央輻射直線元件(F。)為中心并且具有與所述電場(chǎng)矢量的所述預(yù)定的直線極化方向平行的方向，所述電場(chǎng)矢量能夠由所述中央輻射直線元件來(lái)輻射，所述一組線段對(duì)于所述天線的多個(gè)失準(zhǔn)來(lái)確定，所述避雷帶定位在所述天線罩的所述內(nèi)壁上使得:由所述帶所截?cái)嗟木€段基本上垂直地被截?cái)唷?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組裝方法，其中，所述一組線段的所述確定還包括:對(duì)于鄰接天線的所述失準(zhǔn)，朝著所述天線罩的外圍并且直到位于界定所述天線罩的雷電區(qū)域的邊界(E)附近的點(diǎn)來(lái)投影的線段的延伸，所述線段的所述延伸對(duì)應(yīng)于所述天線罩的所述內(nèi)壁與包括以所述直線元件為中心的所述直線段和所述投影線段的平面之間的交線，所述避雷帶在所述天線罩的內(nèi)壁上被延伸使得:由所述延伸產(chǎn)生的投影線段基本上垂直地被所述帶Cb1, b2,..., b6)截?cái)唷?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述避雷帶(b1;b2，...，b6)連接至位于界定所述天線罩的所述雷電區(qū)域的所述邊界(E )之外的電接地。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述天線的所述多個(gè)失準(zhǔn)包括所述天線的整個(gè)無(wú)線電插槽。`
【文檔編號(hào)】H01Q1/28GK103872453SQ201310684619
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】夏洛特·讓諾, 克里斯托夫·拜爾努什, 托尼·迪帕 申請(qǐng)人:空中客車營(yíng)運(yùn)有限公司