Antena radioeléctrica.

Antena radioeléctrica (20), en particular para vehículo espacial,

que comprende un reflector y unos medios desoporte de este reflector, comprendiendo el reflector una piel delantera (22) adaptada para reflejar las ondasradioeléctricas, y una estructura trasera rígida (24) soportada por los medios de soporte, estando caracterizada laantena porque el reflector comprende una capa de material elástico (28) que está interpuesta entre dicha pieldelantera (22) y dicha estructura trasera rígida (24), y que está adaptada para amortiguar las vibraciones de la pieldelantera (22).

Antena radioeléctrica

Campo técnico La presente invención se refiere al campo de las antenas radioeléctricas con reflectores, y se refiere en particular a una antena para un vehículo espacial, como un satélite de telecomunicaciones.

Estado de la técnica anterior

Las antenas de vehículos espaciales deben cumplir con las especificaciones que se refieren en particular a la reflectividad de sus reflectores, pero también a la resistencia mecánica de los medios de unión de los reflectores a los vehículos espaciales, que están sometidos a solicitaciones vibratorias acústicas y dinámicas inducidas por las lanzaderas espaciales. Estas antenas deben, además, cumplir con las especificaciones que se refieren a su comportamiento termoelástico en órbita.

El documento US 5178709 A describe una antena de acuerdo con la técnica anterior.

Al ser difícil de prever el nivel de solicitaciones acústicas inducidas por las lanzaderas, es preferible que estas antenas sean prácticamente insensibles a las fuerzas acústicas, para limitar los riesgos de infradimensionamiento o de sobredimensionamiento de los medios de unión de los reflectores a los vehículos espaciales.

Las figuras 1 y 1a representan un ejemplo de antena radioeléctrica 10 (figura 1) para satélite de telecomunicaciones que funciona a unas frecuencias comprendidas entre 12 GHz y 18 GHz aproximadamente (banda Ku) , de un tipo conocido.

El reflector 12 de la antena 10 comprende una carcasa 14 de tipo sándwich formada por una estructura de nido de abeja sobre la cual se deposita una piel delantera -llamada habitualmente piel activa- y una piel trasera, estando cada una de estas pieles constituida por un pliegue de fibras de carbono sumergidas dentro de una resina epoxi.

La carcasa 14 del reflector 12 está soportada por una estructura trasera tubular rígida 16 de este reflector. Esta estructura trasera 16 tiene, por ejemplo, una forma hexagonal, centrada en un eje del reflector, y con una extensión inferior a la extensión del reflector.

La estructura trasera 16 está unida a la piel trasera de la carcasa 14 mediante unas escuadras 18 (figura 1a) adaptadas para garantizar la resistencia mecánica de la antena durante el lanzamiento y la puesta en órbita del satélite equipado con esta antena, así como un desacoplamiento termomecánico entre el reflector 12 y la estructura trasera 16 cuando el satélite está en órbita. Por otra parte, las estructura trasera 16 la soporta un brazo de soporte 19 destinado a garantizar la unión entre la antena 10 y el satélite.

Las fibras de carbono de los pliegues de dichas pieles delantera y trasera están dispuestas en forma de tejidos triaxiales que se caracterizan por unas propiedades mecánicas casi-isotrópicas y por la presencia de orificios pasantes que se reparten de forma regular por su superficie.

Estos orificios permiten una reducción de la masa del reflector, y comunican con los alveolos de la estructura de nido de abeja de tal modo que este tipo de reflector es poco sensible a las solicitaciones vibratorias, en particular a las solicitaciones acústicas durante el lanzamiento del satélite equipado con la antena 10.

De una manera general, los materiales compuestos empleados en estas antenas les confieren una gran ligereza, lo que constituye una ventaja esencial en el campo de las aplicaciones espaciales.

Sin embargo, las propiedades de reflectividad de los reflectores calados del tipo descrito con anterioridad no son satisfactorias en las frecuencias comprendidas entre 20 GHz y 40 GHz aproximadamente (banda Ka) .

Se han propuesto algunas soluciones, que consisten, a partir de una antena del tipo descrito con anterioridad, en reducir la dimensión de los orificios de la piel activa, o incluso en sustituir la piel activa calada por una piel maciza, pero las antenas que se obtienen de este modo resultan ser demasiado sensibles a las solicitaciones acústicas.

Además, a estas frecuencias más elevadas, las tolerancias relativas en los perfiles de los reflectores son más estrictas, lo que conduce a unas exigencias más rígidas en términos de precisión de fabricación y de a lo largo del tiempo de los reflectores, tradicionalmente del orden de 30 !m RMS, en comparación con los 150 !m RMS para los satélites que operan en las frecuencias inferiores de la banda Ku.

Ahora bien, las estructuras en forma de sándwich del tipo descrito con anterioridad, que comprenden unas pieles formadas por un único pliegue de material compuesto, no permiten satisfacer de forma sencilla los niveles de

Exposición de la invención La invención tiene, en particular, como objetivo aportar una solución simple, económica y eficaz a estos problemas, permitiendo evitar los inconvenientes expuestos con anterioridad.

Esta tiene en particular por objeto una antena radioeléctrica para satélite espacial, adaptada para funcionar en las frecuencias de la banda Ka, y que cumple con las exigencias impuestas a este tipo de antena, en particular en lo que se refiere a la sensibilidad de la antena a las solicitaciones vibratorias inducidas por las lanzaderas, a la precisión de fabricación del perfil del reflector de la antena y a la estabilidad de este perfil a lo largo del tiempo, y de una manera general al comportamiento termomecánico de la antena en órbita.

La invención propone para ello una antena radioeléctrica, en particular para vehículo espacial, que comprende un reflector y unos medios de soporte de este reflector, comprendiendo el reflector una piel delantera adaptada para reflejar las ondas radioeléctricas, y una estructura trasera rígida soportada por los medios de soporte, estando caracterizada la antena porque el reflector comprende una capa de material elástico que está interpuesta entre la piel delantera y la estructura trasera rígida, y que está adaptada para amortiguar las vibraciones de la piel delantera.

La capa de material elástico permite reducir de forma considerable el impacto de las solicitaciones vibratorias, en particular acústicas, sobre los medios de soporte del reflector de la antena.

Esto permite limitar el nivel de resistencia mecánica exigido para los medios de soporte, y esto hace de este modo más fácil el dimensionamiento de estos medios de soporte.

En un modo preferente de realización de la invención, la piel delantera del reflector es una piel maciza, es decir no calada.

La presencia de la capa de material elástico hace posible en efecto el uso de una piel delantera maciza, adaptada 30 para dotar al reflector de unas óptimas propiedades de reflectividad, limitando al mismo tiempo los riesgos de infradimensionamiento de los medios de soporte del reflector.

En el modo preferente de realización de la invención, dicho material elástico presenta un módulo de Young comprendido entre 0, 25 MPa y 1 MPa, una resistencia a la tracción comprendida entre 0, 1 MPa y 0, 5 MPa, y un 35 alargamiento de rotura comprendido entre un 20 % y un 40 %.

La capa de material elástico está de este modo adaptado para amortiguar de una manera óptima las solicitaciones vibratorias a las cuales se puede ver sometida la antena, en particular cuando esta antena equipa un vehículo espacial.

En el modo preferente de realización de la invención, dicho material elástico es una espuma y comprende al menos un compuesto que pertenece al grupo de las poliimidas.

Además, este material elástico tiene de preferencia una densidad comprendida entre 10 kg/m3 y 20 kg/m3.

El uso de un material elástico de este tipo permite una ganancia de peso con respecto a las antenas de la técnica anterior cuya estructura de nido de abeja tiene por lo general una densidad comprendida entre 26 kg/m3 y 34 kg/m3.

Esta ganancia de peso se puede aprovechar para incrementar el espesor de la piel delantera, de tal modo que 50 mejore la precisión y la estabilidad a lo largo del tiempo del perfil de esta piel delantera, sin hacer mucho más pesada la antena con respecto a las antenas de tipo conocido. Como se podrá ver más claramente a continuación, esta ganancia de peso también puede permitir reforzar la estructura trasera rígida del reflector.

De manera alternativa, el material elástico puede comprender al menos un adhesivo elastómero.

Cuando la antena equipa un vehículo espacial, el material elástico se selecciona para que no se degrade a las temperaturas espaciales de funcionamiento en órbita, y de manera más precisa a las temperaturas comprendidas entre -180 ºC y +200 ºC.

En el modo preferente de realización de la invención, la estructura trasera rígida comprende una piel estructural trasera unida de forma fija a dichos medios de... [Seguir leyendo]

1. Antena radioeléctrica (20) , en particular para vehículo espacial, que comprende un reflector y unos medios de soporte de este reflector, comprendiendo el reflector una piel delantera (22) adaptada para reflejar las ondas radioeléctricas, y una estructura trasera rígida (24) soportada por los medios de soporte, estando caracterizada la antena porque el reflector comprende una capa de material elástico (28) que está interpuesta entre dicha piel delantera (22) y dicha estructura trasera rígida (24) , y que está adaptada para amortiguar las vibraciones de la piel delantera (22) .

2. Antena de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicha piel delantera (22) es una piel maciza.

3. Antena de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque dicho material elástico presenta un módulo de Young comprendido entre 0, 25 MPa y 1 MPa.

4. Antena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dicho material elástico presenta una resistencia a la tracción comprendida entre 0, 1 MPa y 0, 5 MPa.

5. Antena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicho material elástico presenta un alargamiento de rotura comprendido entre un 20 % y un 40 %. 20

6. Antena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque dicho material elástico es una espuma.

7. Antena de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque dicho material elástico comprende al menos un 25 compuesto que pertenece al grupo de las poliimidas.

8. Antena de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, caracterizada porque dicho material elástico tiene una densidad comprendida entre 10 kg/m3 y 20 kg/m3.

9. Antena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque dicho material elástico comprende al menos un adhesivo elastómero.

10. Antena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque dicha estructura trasera rígida comprende una piel estructural trasera (24) unida de forma fija a dichos medios de soporte del 35 reflector.

11. Antena de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque la piel estructural trasera (24) es plana y se extiende perpendicularmente a un eje (26) del reflector.

12. Antena de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque la piel estructural trasera (24) tiene una forma sustancialmente idéntica a la de la piel delantera (22) .

13. Antena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque dicha piel

estructural trasera (24) comprende una parte central hueca. 45

14. Antena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque dicha piel estructural trasera (24) comprende, en una sola pieza, unos elementos de fijación a los medios de soporte.

15. Antena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque está configurada

para funcionar en una banda de frecuencias predeterminada del espectro de las microondas, comprendida en la banda Ka.