Устройство снижения отражений от проводящей поверхности

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для радиолокационной маскировки. Техническим результатом является снижение отражений от защищаемых проводящих поверхностей. Устройство состоит из множества дисков толщиной, превышающей скин-слой, и имеющих размер, соответствующий четверти длины волны вероятного диапазона облучения, причем диски гальванически изолированы между собой и от защищаемой проводящей поверхности. 5 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для повышения радиолокационной маскировки.

Известно устройство в виде плоской решетки для поглощения электромагнитных волн, которая представляет собой различной формы волноводы с нанесенной внутри резистивной пленкой, где электромагнитная энергия преобразуется в тепловую [1].

Недостатком данного устройства является необходимость выбора существенной толщины решетки, поскольку требуемое затухание можно быть обеспечено при длине волноводов, составляющих хотя бы несколько длин волн. Кроме того, сама по себе решетка рассогласована и является источником переотражений. Эффективность затухания электромагнитной волны также может быть снижена при повышении частот локационного облучения, при котором возможно возникновение в волноводах решетки различных мод.

Известен экран-гаситель локационных лучей электромагнитной номинации, выполненный в виде сотовой структуры соединенных между собой ячеек - шестигранных правильных усеченных пирамид, заканчивающихся пустотелым параболоидом вращения. С внешней стороны ячейки герметично закрыты оболочкой из радиопрозрачного материала, Эффект гашения обеспечивается соотношением размеров основания пирамиды с общей глубиной ячеек [2].

Недостатком данного устройства и способа, реализованного в этом устройстве, является существенная толщина экран-гасителя, поскольку само гашение обеспечивается многократными переотражениями электромагнитной волны в ячейках. Кроме этого, к внутренней поверхности ячейки и самому параболоиду вращения предъявляются достаточно жесткие требования по обеспечению высокой точности.

Известно устройство радиолокационной маскировки бортовой антенны, в которой снижение отражений достигается включением под радиопрозрачный обтекатель помимо основной бортовой антенны дополнительной переотражающей решетки. Решетка с помощью группы аттенюаторов и фазовращателей формирует отраженную волну, находящуюся в противофазе к волне, отраженной от бортовой антенны [3].

Недостатком данного устройства и способа, реализованного в этом устройстве, является значительное усложнение устройства, связанного с необходимостью введения под радиопрозрачный обтекатель дополнительной антенны, необходимостью оперативного измерения отраженной от бортовой антенны электромагнитной волны с последующим формированием электромагнитной волны, отраженной от дополнительной антенны. обеспечением условий компенсации вышеуказанных электромагнитных волн.

Целью настоящего изобретения является снижение отражений от проводящей поверхности.

Указанная цель способа достигается обеспечением условия противофазности при возбуждении падающей электромагнитной волной наведенных токов путем формирования над защищаемой проводящей поверхностью дополнительной конгруэнтной проводящей поверхности, состоящей из множества элементарных участков, причем на каждом элементарном участке конгруэнтной проводящей поверхности, наведенные падающей электромагнитной волной, токи в каждый последующий период находятся в противофазе к наведенным токам предыдущего периода.

Указанная цель устройства достигается тем, что устройство для снижения отражений от проводящей поверхности (чешуйчатый энергопреобразователь), представляет собой конгруэнтную защищаемой проводящей поверхности дополнительную проводящую поверхность, состоящую из множества элементарных плотно прилегающих друг к другу участков, имеющих вид дисков, толщиной, превышающей скин-слой и диаметром гипотетической окружности, описывающей поверхность диска, соответствующим четверти длины волны вероятного диапазона облучения, причем участки дополнительной проводящей поверхности гальванически изолированы между собой и от защищаемой проводящей поверхности.

Совокупность дисков компактно и без просветов закрывает защищаемую проводящую поверхность. Целесообразно, чтобы форма диска имела осевую симметрию для эффективного поглощения волн независимо от поляризации. Укладка дисков на защищаемую проводящую поверхность должна быть плотной с минимальным зазором между самими дисками и между дисками и защищаемой проводящей поверхностью. Величина зазора определяется из условия обеспечения гальванической развязки и исключает пропускание электромагнитной волны на защищаемую проводящую поверхность.

На фиг.1 изображен один из вариантов элемента оболочки; на фиг.2 - вид радиомаскировочной жалюзи; на фиг.3 - апертура ФАР в рабочем состоянии; на фиг.4 - апертура ФАР в нерабочем состоянии; на фиг.5 - осциллограмма частотной зависимости КСВН.

Падающая электромагнитная волна возбуждает на проводящей поверхности наведенные токи, которые, в свою очередь, возбуждают отраженную волну. Как правило, для возбуждения наведенных токов существуют комфортные условия, чем и обусловлено наличие отраженной волны. Любые препятствия в процессе формировании наведенных токов приводят к перераспределению энергии от полного преобразования энергии падающей электромагнитной волны в энергию наведенных токов и далее в энергию отраженной электромагнитной волны до преобразования в иные виды энергии (в подавляющем большинстве случаев в тепловую энергию). Та часть энергии, которая перешла от падающей электромагнитной волны к наведенным токам, в дальнейшем практически и составляет энергию отраженной волны. При выполнении диска с размером λ/4 (Фиг.1) создаются дискомфортные условия для формирования наведенных токов. Один из возможных вариантов защиты бортовой ФАР может быть осуществлен с помощью жалюзи (Фиг.2), которые представляют собой тонкий металлический лист (2), на который крепятся диски (1). Между элементами и металлическим листом располагается тонкий слой диэлектрика (3) обеспечивающий гальваническую развязку. Между дисками расположена тонкая изолирующая прокладка (4), обеспечивающая гальваническую развязку. В рабочем состоянии ФАР (Фиг.3) маскировочные жалюзи (5) располагаются перпендикулярно базе ФАР (7) и перпендикулярно вектору Е электромагнитной волны, излучаемой элементарными излучателями (8). В этом случае излучаемая волна практически не поглощается жалюзи, а изменения в диаграмме направленности минимальны. Сами жалюзи крепятся на каркасе (6) и управляются электроприводом. В нерабочем состоянии апертура ФАР закрывается жалюзи.

Как видно из фиг.5, наблюдается существенное снижение КСВН (с 40 до 4,5) на частотах, препятствующих формированию наведенных токов. Реально получить в диапазоне 1 ГГц КСВН равным 5,0, что соответствует снижению коэффициенту отражения по мощности со 100% до 44%.

Изложенный спооб снижения отражений от проводящей поверхности не исключает применения других способов. В частности, на диски энергопреобразователя может быть нанесен дополнительный поглощающий слой, что приведет к дальнейшему снижению отражений.

Источники информации

1. Патент США № 4973963, от 1990 г.

2. Патент России № 2093935 от 20.10.97 г. (прототип)

3. Патент России № 2045798 от 10.10.95 г.

Устройство для снижения отражений от проводящей поверхности, представляющее собой множество ячеек, покрывающих защищаемую проводящую поверхность, отличающееся тем, что каждая ячейка представляет собой диск, толщина которого превышает скин-слой, а размер соответствует четверти длины волны вероятного диапазона облучения, причем диски гальванически изолированы между собой и от защищаемой проводящей поверхности.