Brevet FR2532122A1 — publié le 19840224

Un des problèmes rencontrés avec les réflecteurs d'antennes de réception et d'émission est l'accumulation de glace ou de neige sur leur face réfléchissante concave Le réflecteur étant un corps en forme de coupe, incliné d'un certaix angle vers le haut de façon que son axe soit pointé sur un satellite synchrone intéressant, cette accumulation n'est pas normalement uniforme sur toute la surface du réflecteur: une plus grande épaisseur de glace ou de neige tend à s'accumuler sur la partie inférieure de cette surface du fait qu'elle est plus plate et moins inclinée Cette accumulation non uniforme déforme la surface réfléchissante normale du réflecteur, de sorte que, dans le cas d'une antenne de réception, les signaux reçus ne se concentrent plus au foyer, o se trouvent les éléments récepteurs La surface réfléchissante déformée par l'accumulation de neige et de glace renvoie les signaux qu'elle reçoit à un foyer différent, ce qui entraîne une perte impor- tante d'intensité de réception. Dans certains cas, la glace et la neige peuvent s'accu- muler en une couche plus ou moins uniforme sur la surface réfléchissante du réflecteur, ce qui entraîne une perte de gain de l'antenne due à l'affaiblissement des signaux réfléchis quand ils traversent la couche de glace et de neige. Dans le cas des antennes de grandes dimensions et chères, on prévient ce problème en prévoyant dans l'antenne des éléments chauffants à commande thermostatique qui réchauf- fent suffisamment la surface réfléchissante pour empêcher l'accumulation de glace et de neige Cela n'est cependant généralement pas praticable économiquement pour les petites antennes moins chères pour lesquelles les moyens de chauffage peuvent représenter une partie importante du coût total de l'antenne. On estime que l'accumulation de glace et de neige résulte de deux facteurs En premier lieu, on donne ordinaire- ment à la face réfléchissante classique du réflecteur une sur- face rugueuse, quelquefois en la finissant avec une peinture à texture grossière La surface rugueuse augmente le coefficient de frottement entre elle et la glace ou la neige qui s'y est accumulée et empêche celle-ci d'en partir en glissant sous l'action de la pesanteur même si l'inclinaison du réflecteur est relativement grande Dans beaucoup de cas, la surface réfléchissante rugueuse est destinée à réduire la réflectivité solaire qui pourrait provoquer l'accumulation de rayonnement solaire au récepteur situé au foyer, laquelle produirait des températures élevées et pourrait ainsi provoquer un endomma- gement des éléments récepteurs En second lieu, on estime que ces surfaces sont mouillables, c'est-à-dire que l'eau tend 1 O à y coller au lieu de perler et de s'écouler. La présente invention porte sur un procédé de revête- ment de la surface réfléchissante des réflecteurs d'antennes visant à améliorer leur aptitude à ne pas garder la glace et la neige Dans une réalisation préférée, le réflecteur est pourvu, soit lors de sa fabrication, soit après son installa- tion, d'une mince couche de matière résistant aux intempéries et ayant un faible coefficient de frottement qui produit une surface extérieure non mouillable Cette couche peut être cons- tituée de certains types de matières non collantes telles que polytétrafluoréthylène ou divers types de cires ou cires "renforcées" La réflectivité solaire de la matière est ainsi modifiée de façon à réduire la quantité de rayonnement solaire envoyée par réflexion aux éléments récepteurs placés au foyer du réflecteur L'énergie solaire qui n'est pas réfléchie est absorbée par la surface revêtue, ce qui produit un réchauffe- ment de la surface réfléchissante et améliore encore son apti- tude à se débarrasser de la glace et de la neige. Dans une réalisation, le revêtement ou la surface réfléchissante du réflecteur est pourvu d'une texture formée de toutes petites collines et vallées doucement arrondies, dite "en peau d'orange" ou "maroquinée" Cette surface texturée évite une structure de revêtement contenant des interstices qui créeraient des endroits d'adhérence mécanique de la glace ou de la neige à la surface du revêtement Ce type de structure donne néanmoins une surface adoucie et donc réduit le coeffi- cient de frottement entre la surface et la glace ou la neige. D'autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. la fig 1 est une coupe schématique-partielle d'une antenne à réflecteur type qui montre l'accumulation de neige et de glace sur la surface réfléchissante du réflecteur. la fig 2 est une coupe partielle agrandie montrant le revêtement de l'invention appliqué sur la surface réfléchis- sante du réflecteur. La fig 1, qui représente une antenne type, montre comment l'accumulation de glace ou de neige sur la surface réfléchissante du réflecteur peut altérer le fonctionnement de l'antenne L'invention est décrite appliquée à une antenne parabolique de réception Il va cependant de soi que les-prin- cipes de l'invention s'appliquent aussi aux antennes d'émission ainsi qu'aux autres formes d'antennes. Comme le montre la fig 1, l'antenne comporte un- réflecteur parabolique 1 monté avec l'inclinaison voulue sur un support 2 Ce réflecteur 1 peut être-en tout matériau appro- prié tel qu'aluminium, fibre de verre, etc. Un récepteur 3 est placé au foyer du réflecteur l sur l'axe 4 de celui-ci et supporté par un dispositif approprié Comme le montre la fig 1, les signaux d'arrivée 6 sont réfléchis par la surface intérieure 7 du réflecteur 1 et con- vergent au récepteur 3 au foyer du réflecteur On notera que l'intensité de réception des signaux est maximale quand les signaux d'arrivée convergent exactement au foyer du réflecteur. Comme l'antenne est installée à l'extérieur, il est possible que de la glace ou de la neige s'accumule sur la sur- face intérieure du réflecteur, en particulier dans la partie inférieure moins pentue A titre d'exemple, sur la fig 1, la partie supérieure de la surface intérieure 7 du réflecteur est couverte d'une couche à peu prés uniforme 8 de glace ou de neige L'épaisseur de cette couche dépend du coefficient de frottement entre la glace ou la neige etla surface réfléchis- sante 7 du réflecteur Cette surface réfléchissante est couram- ment peinte avec une peinture à texture grossière qui augmente le coefficient de frottement, ce qui permet la formation d'une couche importante de glace ou de neige même aux endroits d'assez forte pente En outre, la surface à texture grossière est mouillable, ce qui tend à augmenter la fixation mécanique-de la glace ou de la neige à la surface. En tout cas, la couche formée affaiblit le signal 6, ce qui réduit l'intensité du signal au récepteur 3 Une telle couche uniforme peut se former sur la totalité ou sur une- partie de la surface réfléchissante du réflecteur. La couche de glace ou de neige formée peut être plus épaisse près du bas du réflecteur (repère 9), o la pente est plus faible Cette couche plus épaisse a aussi pour effet de déformer la surface réfléchissante du réflecteur, de sorte que le signal réfléchi 10 s'écarte du foyer, ce qui de nouveau réduit l'intensité de réception du signal Etant donné que l'angle de repos de la neige ou de la glace accumulée est plus petit dans la partie inférieure du réflecteur que dans la partie supérieure, le coefficient de frottement correspondant nécessaire pour que la couche de glace ne glisse pas de la sur- face du réflecteur (qui est lié à la tangente de l'angle de l'angle de repos) est plus petit dans la partie inférieure. La présente invention a trait à un procédé qui consiste, pour empêcher la formation de couches de glace ou de neige, à traiter la surface réfléchissante 7 du réflecteur de façon qu'elle tende à se débarrasser de toute accumulation de glace ou de neige. Dans une réalisation préférée, la face réfléchissante 7 du réflecteur est revêtue d'une mince couche 1 l de matière résistant aux intempéries et ayant un faible coefficient de frottement qui produit une surface extérieure non mouillable. On peut utiliser comme matière de revêtement, différents types de cires, des cires "renforcées" ou de polytétrafluoréthylène ou une combinaison de ces matières Le revêtement aura en tout cas un coefficient de frottement statique avec la neige ou la glace ne dépassant pas 0,4 et, de préférence, inférieur à 0,1 Par exemple, un revêtement de polytétrafluoréthylène aura un coefficient de frottement statique avec la neige sèche de 0,02 à 0,1 suivant la température De même, un revêtement de"cire suisse" aura un coefficient de frottement statique avec la neige sèche de 0,03 à 0,2 suivant la tempéra- ture. Le coefficient de frottement statique de la matière de revêtement utilisée sera en tout cas tel que la glace ou la neige accumulée glisse facilement d'elle-même de la surface réfléchissante 7 La facilité avec laquelle le réflecteur perd sa couche de glace ou de neige dépend de l'angle de repos de cette couche, qui est à son tour en relation avec l'inclinaison de l'axe 4 du réflecteur Par exemple, si l'angle minimal de repos de la neige sur la surface réfléchissante du réflecteur est de 10 , tout revêtement ayant un coefficient de frottement statique avec la neige de moins d'environ 0,8 fera glisser la neige de la surface réfléchissante. Le revêtement donne aussi une surface non mouillable qui empêche la fixation mécanique à la surface réfléchissante. La seule force retenant la neige ou la glace à la surface du réflecteur est alors une force de frottement, que le type de revêtements non collants indiqué réduit beaucoup. Pour empêcher la réflexion du rayonnement solaire par la surface revêtue et sa concentration au foyer du réflec- teur, la matière de revêtement est conçue pour réduire la réflectivité solaire de préférence à 10 % ou-moins On peut pour cela augmenter le facteur d'absorption de la matière de revêtement par exemple en y ajoutant un colorant On peut aussi assombrir ou traiter autrement toute la surface réflé- chissante 7 pour réduire sa réflectivité avant d'y appliquer le revêtement 11 Dans ce cas, le revêtement doit être trans- parent pour laisser voir la surface 7 foncée Il faut noter que l'augmentation du facteur d'absorption du rayonnement solaire amène aussi un échauffement de la surface réfléchis- sante qui favorise la fusion de la glace ou de la neige accu- muiée. On peut aussi réduire la réflexion du rayonnement solaire en texturant le revêtement ou la surface réfléchis- sante du réflecteur ou les deux La texture sera telle que le revêtement ou la surface ne présente pas d'interstices aigus qui pourraient provoquer l'adhérence mécanique de la neige ou de la glace, et qu'en même temps elle disperse le rayonnement solaire afin qu'il ne se concentre pas au foyer du réflecteur La texture peut être dite "en peau d'orange" ou "maroquinée" et présentera dans tous Les cas de toutes petites collines et vallées doucement arrondies Une telle surface peut résulter de la composition chimique particulière de la peinture utilisée pour couvrir la surface réfléchissante du réflecteur Par exemple, on peut réaliser la texture en collines et vallées en appliquant la peinture avec un rouleau texturé La texture peut aussi être réalisée pendant la polymé- risation qui se produit pendant le cycle de cuisson de la pein- ture et qu'on peut appeler finition "en peau d'orange" - On peut aussi réaliser la texture au moyen de rou- leaux gaufreurs mâle et femelle Dans ce cas, on applique sur la surface métallique du réflecteur une matière non mouillable et non collante produisant une surface à peu près unie Après le durcissement de cette matière, on fait passer le métal revêtu entre des rouleaux gaufreurs pour produire la textura- tion Dans certains cas, on utilise un seul rouleau gaufreur et un rouleau de dessous uni Des exemples types de gaufrages utilisables dans l'invention sont désignés par M 34, M 880, M 668 et M 456 par Detroit Metalcraft Process, 60 Alfred Street, Detroit, Michigan, Etats-Unis La texture choisie donnera en tout cas le rapport collines-vallées propre à assurer la diffu- sion du rayonnement solaire tout en produisant une distorsion minimale de la réflexion des micro-ondes. Il va de soi que diverses modifications des détails, opérations, matières et dispositions d'éléments décrits et représentés dans le présent fascicule pour expliquer la nature de l'invention peuvent être faites par l'homme de l'art dans le cadre de l'invention tel qu'il est défini dans les revendi- cations Par exemple, la matière de revêtement considérée ici peut être appliquée par le fabricant d'antennes au cours de la fabrication et bien être appliquée sur place après l'ins- tallation de l'antenne En outre, suivant les cas, le revête- ment peut être appliqué sur la totalité ou seulement sur une partie de la surface réfléchissante du réflecteur. REVENDICATIONS 1 Procédé pour empêcher l'accumulation de glace et de neige sur la face réfléchissante inclinée d'un réflecteur d'antenne, caractérisé en ce qu'il consiste à revêtir cette face réfléchissante d'une mince couche de matière résistant aux intempéries et ayant un faible coefficient de frottement pour produire une surface extérieure non mouillable ne rete- nant pas la glace et la neige. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement a, avec la-glace ou la neige un coeffi- cient de frottement statique de moins d'environ 0,4. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le revêtement a avec la glace ou la neige un coeffi- cient de frottement statique ne dépassant pas environ 0,1. 4 Procédé-selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le revêtement produit une surface ayant une faible réflectivité solaire. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réflectivité solaire est d'environ 10 X ou moins. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le revêtement ou la surface réfléchis- sante ou les deux présentent, une texture formée de toutes petites collines et vallées arrondies destinée à réduire la réflectivité solaire. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la texture est produite-par gaufrage. 8 Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la texture est produite par application d'une matière de revêtement sur la surface réfléchissante avec un rouleau texture. 9 Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la texture est produite par application d'une matière de revêtement sur la surface réfléchissante et ensuite polymérisation du revêtement appliqué. 10 Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en c-e que la matière de revêtement est du poly- tétrafluoréthylène. 11 Appareil réflecteur d'antenne du type ayant une face réfléchissante concave en forme de coupe, ce réflecteur étant monté de façon que son axe soit incliné sur l'horizon- tale, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à empêcher l'accumulation de glace et de neige sur la face réfléchissante du réflecteur comprenant une mince couche de matière résitant aux intempériesappliquée sur la face réflé- chissante selon le procédé de l'une des revendications 1 à 10.