Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления



Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления
Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2453954:

Мизгайлова Светлана Владимировна (RU)
Мизгайлов Владимир Николаевич (BY)

Изобретение относится к радиотехнике, а конкретно к способам снижения эффективной поверхности рассеяния объектов (далее - ЭПР) при их облучении радиолокатором, и может быть использовано при создании противорадиолокационных покрытий, материалов и устройств, уменьшающих радиозаметность транспортных средств и других объектов без изменения их геометрической формы. Технический результат заключается в обеспечении возможности снижения обратного радиолокационного отражения объектов любой формы в более широком диапазоне углов радиолокационного облучения. Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения включает измерение диаграммы обратного рассеяния объекта при однопозиционной радиолокации, нанесение на носитель элементов, каждый из которых способен вызвать дифракцию радиолокационной волны, и размещение элементов на электропроводной радионепрозрачной поверхности объекта в соответствии с измерением их отражательных свойств. Объект облучают когерентным пучком квазиплоских радиоволн с амплитудно-фазовым пространственным распределением соответствующего значениям измеренного поля диаграммы обратного рассеяния объекта при его однопозиционной радиолокации, регистрируют структуру электромагнитного поля вблизи или на поверхности объекта, а зарегистрированную структуру поля воспроизводят на носителе с помощью элементов, способных вызвать дифракцию радиолокационной волны в виде радиоголограммы. Устройство для осуществления такого способа содержит носитель из диэлектрического радиопрозрачного материала и элементы, вызывающие дифракцию радиолокационной волны, закрепленные на носителе и отображающие размерами и месторасположением структуру электромагнитного поля. Носитель выполнен из гибкого материала в виде развертки поверхности объекта, а закрепление элементов и отображение структуры на носителе осуществлено в соответствии с амплитудно-фазовым пространственным распределением электромагнитного поля, зарегистрированным на поверхности объекта или вблизи ее при облучении объекта когерентным пучком квазиплоских радиоволн с амплитудно-фазовым пространственным распределением соответствущим значениям измеренного поля диаграммы обратного рассеяния при однопозиционной радиолокации. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 17 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике, а конкретно, к способам снижения эффективной поверхности рассеяния объектов (далее - ЭПР) при их облучении радиолокатором и может быть использовано при создании противорадиолокационных покрытий, материалов и устройств, уменьшающих радиозаметность транспортных средств и других объектов без изменения их геометрической формы.

При создании малозаметных для радиолокационного обнаружения летательных аппаратов широкое распространение получили технологии уменьшения ЭПР, основанные на использовании поглощающих материалов и покрытий (Шнейдерман Я.А. Радиопоглощающие материалы, «Зарубежная радиоэлектроника», 1975, №2, 1975 г, №3; Беляев Ю. Поглощающие материалы и технология, «Зарубежное военное обозрение», 1988, №6, с.45-46). Радиопоглощающий материал наносится на объекты напылением, кистью или в виде предварительно отформованного листа. При падении радиолокационного излучения на покрытие электромагнитная энергия рассеивается в материале с потерями. В результате чего осуществляется уменьшение отраженного радиолокационного сигнала. Однако отражательная способность радиопоглощающего материала (покрытия) резко зависит от угла падения на него электромагнитного излучения. Эта зависимость может и приводит к увеличению отражения от объекта, увеличению его радиозаметности даже при наличии радиопоглощающих покрытий на нем. В силу этого, нанесение радиопоглощающего покрытия малоэффективно для движущихся объектов, поскольку при этом изменяются радиоотражающие свойства как самого покрытия, так и объекта в целом, что не обеспечивает достаточное уменьшение обратного радиолокационного объекта в широком диапазоне углов обнаружения. Стремление решить эту проблему путем нанесения радиопоглощающих покрытий на обширные участки поверхности объекта не всегда эффективно, так как при создании материалов не учитываются индивидуальные для объекта светорассеивающие свойства, причем при таком нанесении часто неоправданно увеличивается вес объекта.

Известен способ получения покрытия для уменьшения обратного радиолокационного отражения (способ противодействия радиолокаторам), заключающийся в том, что на участки металлической поверхности объекта, определенные по результатам измерения его отражательных свойств, наносят электропроводные частицы (US 4173018, кл. H01Q, опубл. 30.10.1979). В известном способе снижение радиозаметности объекта (летательного аппарата) обеспечивается за счет уменьшения обратного радиолокационного отражения от краев самолетных крыльев, различных неровностей летательных аппаратов, то есть от конструктивных элементов поверхности объекта, вносящих существенный вклад в обратное радиолокационное отражение. Такие участки называют "блестящими точками". Способ обеспечивает формирование на указанных участках поверхности радиопоглощающего покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение. Формирование покрытия осуществляют нанесением на металлическую подложку (поверхность объекта) смеси, содержащей электропроводные намагничиваемые частицы (например, ферриты) в связующем и формирование электропроводного поглощающего слоя за счет отвердения связующего. Нанесение покрытия в одной или нескольких "блестящих точках" неконтролируемо изменяет радиоотражающие свойства объекта и способно увеличить обратное радиолокационное отражение за счет увеличения размеров, изменения месторасположения "блестящих точек" и возникновение новых центров переизлучения, которые возникают от совокупных диффракционных эффектов, в частности, за счет ползущих волн, возникающих после нанесения поглощающего радиоволны материала. Число и месторасположение «блестящих точек» существенно зависит от выбранного диапазона углов радиолокационного обнаружения, сложности формы, размеров объекта и других его индивидуальных свойств. В силу этого известный способ не может быть использован для получения покрытий и устройств, способных уменьшить обратное радиолокационное отражение объектов высокой сложности и в широком диапазоне углов радиолокационного облучения.

Известен аналогичный вышеописанному способ получения покрытия для уменьшения обратного радиолокационного отражения, заключающийся в том, что на участки металлической поверхности объекта, определенные по результатам измерения его отражательных свойств, наносят электропроводные частицы (Жмуров В.А., Невидимые «МиГи» есть!, Самолет, 2000, №3, с.32-34). Способ обеспечивает формирование на поверхности «блестящих точек» радиопоглощающего покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение. Формирование покрытия осуществляют нанесением на металлическую подложку (поверхность объекта) смеси, содержащей электропроводные металлические частицы и связующее. В силу аналогичных вышеизложенному причин известный способ не может быть использован для получения покрытий и устройств, способных уменьшить обратное радиолокационное отражение объектов высокой сложности и в широком диапазоне углов обнаружения.

Наиболее близок к заявляемому способ получения покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение, включающий измерение диаграммы обратного рассеяния объекта при однопозиционной радиолокации, нанесение на носитель элементов, каждый из которых способен вызвать дифракцию радиолокационной волны, и размещение элементов на электропроводной радионепрозрачной поверхности объекта в соответствии с измерением их отражательных свойств (RU 2214026, кл. H01Q 17/00, опубл. 10.10.2003). Известный способ предполагает известность расположения и размеров участков, вносящих наибольший вклад в обратное радиолокационной отражение - «блестящих точек» или их обнаружение путем измерения как диаграммы рассеяния объекта при однопозиционной радиолокации, так и диаграммы обратного рассеяния участков поверхности объекта. Способ заключается в том, что на поверхности объекта в «блестящих точках» формируют упорядоченную структуру (решетку с заданным шагом (шагами)) из элементов, вызывающих дифракцию радиолокационной волны, типа проводников или щелей. Решетка с регулярным шагом переотражает (переизлучает) радиолокационное излучение в заданных направлениях, отличающихся от обратного радиолокационного отражения, что вызывает уменьшение обратного радиолокационного отражения и ЭПР объекта. При этом выбором шага решетки может быть задано направление переотражения (переизлучения) от «блестящей точки», что уменьшает вероятность возникновения новых «блестящих точек». При этом угол переотражения определяется шагом решетки, который подбирается экспериментальным путем нанесением элементов, способных вызвать дифракцию радиолокационной волны, на носитель - плоскую электроизолированную металлическую поверхность. При размещении элементов на поверхности объекта требуется точно выдержать не только шаг решетки, но и учесть топологию поверхности, что требует при подборе направлений переотражений проверки результата путем измерения диаграммы обратного радиолокационного отражения. В силу этого для объектов сложной формы процесс получения покрытий сложен и трудоемок. Кроме того, возможности регулирования направления шагом решетки ограничены, что сохраняет высокую вероятность возникновения центров переизлучения типа «блестящих точек» из-за совокупных дифракционных эффектов. Построенное с помощью известного способа покрытие не может в полной мере учесть индивидуальные дифракционные свойства объектов, особенно сложной формы. В силу этого известный способ имеет ограниченный диапазон углов радиолокационного облучения, в котором достигается уменьшение ЭПР.

Покрытие для уменьшения обратного радиолокационного отражения, полученное согласно такому способу, содержит носитель в виде пленки из гибкого диэлектрического радиопрозрачного материала и закрепленные на нем элементы, вызывающие дифракцию радиолокационной волны. Покрытие выполнено в виде сетки из проводников или щелей (элементы, вызывающие дифракцию радиолокационной волны), расположенных на электроизолирующей подложке (диэлектрическом радиопрозрачном основании - лавсановой пленке). Покрытия размещают на элементах конструкции объекта, вносящих существенный вклад в обратное радиолокационное отражение, а элементы, вызывающие дифракцию, размещают в покрытиях с заданным шагом без учета структуры электромагнитного поля на указанных элементах конструкции, что является причиной узкого диапазона углов радиолокационного облучения, в котором наблюдается уменьшение обратного радиолокационного отражения как от частей объекта, так и от объекта в целом.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для уменьшения обратного радиолокационного отражения, содержащее носитель из диэлектрического радиопрозрачного материала и элементы, вызывающие дифракцию радиолокационной волны, закрепленные на носителе и отображающие размерами и месторасположением структуру электромагнитного поля, зарегистрированную при записи радиоголограммы (Л.Д.Бахрах, А.П.Курочкин. Голография в микроволновой технике, М.: Сов. Радио, 1979, с.320). Известное устройство выполнено в виде носителя с амплитудной или фазовой бинарной радиоголограммой, в которой интерференционная структура, полученная в результате взаимодействия предметной и опорной радиоволн в ближней зоне объекта и зарегистрированная как амплитудно-фазовое распределение поля, отображается с помощью амплитудных или фазовых элементов на радиопрозрачном диэлектрическом слое или листе в соответствии с расположениями максимумов или минимумов поля в области регистрации. При этом предметная волна является отраженной от объекта волной. Устройство служит для воспроизведения изображения объекта при облучении опорной волной. При облучении из дальней зоны известное устройство не уменьшает обратное радиолокационное отражение.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания устройства для уменьшения обратного радиолокационного отражения. Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности снижения обратного радиолокационного отражения объектов любой формы в более широком диапазоне углов радиолокационного облучения, а также в возможности создания нового вида широкополосных радиоматериалов для уменьшения обратного радиолокационного отражения.

Поставленная задача решается, а технический результата достигается в части способа тем, что способ уменьшения обратного радиолокационного отражения включает измерение диаграммы обратного рассеяния объекта при однопозиционной радиолокации, нанесение на носитель элементов, каждый из которых способен вызвать дифракцию радиолокационной волны, и размещение элементов на электропроводной радионепрозрачной поверхности объекта в соответствии с измерением их отражательных свойств, причем объект облучают когерентным пучком квазиплоских радиоволн с амплитудно-фазовым пространственным распределением соответствующего значениям измеренного поля диаграммы обратного рассеяния объекта при его однопозиционной радиолокации, регистрируют структуру электромагнитного поля вблизи или на поверхности объекта, а зарегистрированную структуру поля воспроизводят на носителе с помощью элементов, способных вызвать дифракцию радиолокационной волны, в виде радиоголограммы. Пучок квазиплоских когерентных радиоволн может быть сформировано с помощью системы излучателей равномерно расположенных на сфере с радиусом, соответствующим дальней зоне относительно объекта.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в части устройства тем, что устройство для уменьшения обратного радиолокационного отражения содержит носитель из диэлектрического радиопрозрачного материала и элементы, вызывающие дифракцию радиолокационной волны, закрепленные на носителе и отображающие размерами и месторасположением структуру электромагнитного поля, причем носитель выполнен из гибкого материала в виде развертки поверхности объекта, а закрепление элементов и отображение структуры на носителе осуществлено в соответствии с амплитудно-фазовым пространственным распределением электромагнитного поля, зарегистрированным на поверхности объекта или вблизи ее при облучении объекта когерентным пучком квазиплоских радиоволн с амплитудно-фазовым пространственным распределением соответствущим значениям измеренного поля диаграммы обратного рассеяния при однопозиционной радиолокации.

В основу способа положена идея синтеза радиоголограммы для конкретного объекта или группы однотипных как структуры, уменьшающей отражательную способность объекта. При этом предполагается, что объект имеет электропроводную радионепрозрачную поверхность, например металлическую. Форма, размеры и электрические свойства такой поверхности определяют направления и условия отражения от нее радиолокационной волны. Свойства любого объекта, до и после нанесения на него соответствующей радиоголограммы, проверяются методом однопозиционной радиолокации (Е.Н.Майзельс, В.А.Торгованов, Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей, - М.: «Сов. радио», 1972). При таком определении измеряются направления облучения, амплитуды и фазы отраженных волн, а их совокупность регистрируется в виде диаграммы обратного радиолокационного отражения. Для объектов сложной пространственной формы диаграмма обратного радиолокационного отражения может быть математически описана в виде векторной комплексно-значной функции и характеризует пространственный закон изменения комплексного коэффициента отражения от объекта с учетом его электродинамических свойств. Ракурс углов радиолокационного облучения (обнаружения) обычно задается по тактико-техническим требованиям для объекта. Обычно он достаточно узок, поскольку существующие методы и средства уменьшения ЭРП объектов не могут обеспечить уменьшение в широком ракурсе. В целом при облучении сложного объекта в широком ракурсе углов имеются участки, в которых обратное радиолокационное излучение не уменьшается или может возрасти. Совокупность участков, в которых обеспечивается уменьшение обратного радиолокационного отражения, образует диапазон уменьшения ЭРП объекта.

При традиционном подходе к голограмме (радиоголограмме) она рассматривается прежде всего как интерференционное устройство, обладающее уникальными способностями сохранять воспроизводимую информацию о фазе и амплитуде электромагнитных колебаний. Практически всегда обращалось внимание на возможность точного, детального восстановления изображения при считывании с голограммы. Иными словами радиоголограмму рассматривали как дифракционную проектирующую (фокусирующую) изображение систему. Существует специальный параметр - эффективность голограммы, который характеризует степень использования голограммой доли падающего на нее излучения в формировании изображения. Поэтому рассеяние электромагнитного сигнала вело к потерям качества изображения и считалось вредным. В соответствии с подходом, предложенным настоящим изобретением, искажение изображения радиоголограммой считается полезным свойством, например, маскирующим, вызывающим явление уменьшения радиозаметности объекта. Благодаря этому, предложенный способ обеспечивает возможность универсального решения задачи уменьшения отражательной способности любого объекта.

При традиционной схеме записи радиоголограммы волны двух когерентных источников - предметная и опорная - встречаются в некоторой области, причем распределение фазы опорной волны известно. В этой области происходит запись пространственной структуры волны или волновых фронтов интерференционной картины при взаимодействии рассматриваемых двух волн. Контраст этой интерференционной картины определяется распределением интенсивности предметной волны, а густота и форма интерференционных полос - изменением фазы. Регистрация интерференционной картины - запись радиоголограммы в этом случае равносильна измерению амплитудно-фазового распределения поля на или вблизи поверхности объекта.

В предложенном способе формирование предметной и опорной волн имеет свои отличия. Так в заданном секторе (диапазоне) углов радиолокационного облучения (ожидаемом диапазоне углов обнаружения) направления прихода запросных радиоволн от локатора к объекту обнаружения равновероятны. В силу этого запросные сигналы от радиолокатора рассматриваются как опорные волны. Эти направления заранее задаются таким образом, чтобы они совпали равновероятно с направлениями будущих запросных сигналов локатора. Совокупность запросных радиолокационных волн составляет опорное поле. Опорное поле - это поле запроса, определяемое заданным сектором облучения. Тогда отраженные от объекта радиоволны считаются предметными, а их совокупность - предметным полем. При создании объекта с уменьшенной эффективной поверхностью рассеяния, под предметным полем будет пониматься поле переизлучения объекта, когда он освещается радиолокатором. В таком поле сигнал в направлении радиолокатора должен или полностью отсутствовать, или существенно уменьшен. Так как отраженные (предметные) радиоволны несут информацию об объекте лоцирования, то в предложенном способе отраженные волны направляют в сектора отличные от запросных. Следовательно, синтезируемая радиоголограмма должна равномерно перераспределить падающее на нее излучение с одного направления запрос во все другие, кроме .

Для того чтобы радиоголограмма работала как устройство, переизлучающее в направлениях, отличных от запросного, необходимо, во-первых, сформировать предметное поле (поле будущего переизлучения) равномерно вокруг объекта в заданном секторе углов переизлучения и когерентно облучать из секторов, из которых может приходить сигнал запроса (опорного поля). Запись такой радиоголограммы возможна, если одновременно со всей поверхности сферы когерентно облучать предметным и опорным полем объект, размещенный в центре сектора облучения. В общем случае сектор облучения равен в 4π стерадиан, т.е. полному телесному углу. Такому облучению удовлетворяет пучок квазиплоских волн, равномерно и одновременно облучающих объект с поверхности сферы с радиусом, соответствующим дальней зоне относительно объекта.

Во-вторых, пучок облучающих радиоволн должен иметь амплитудно-фазовое пространственное распределение, соответствующее значениям измеренного поля диаграммы обратного рассеяния объекта при однопозиционной радиолокации. В этом случае предметным полем в области регистрации будут значения поля, полученные путем преобразования Фурье от требуемого поля переизлучения. Одновременное облучение объекта такими радиоволнами создает при взаимодействии их с объектом дифракционное поле, по своим свойствам соответствующее радиоголограмме, записанной без опорного сигнала.

Благодаря тому, что при синтезе радиоголограммы учитываются индивидуальные отражательные свойства объекта (диаграмма при однопозиционной локации) и задаются направления переизлучения, обеспечивается уменьшение обратного радиолокационного отражения как в широком ракурсе углов облучения, так и в более широком частотном диапазоне для объектов любого вида. Устройство, полученное согласно предлагаемому способу, размещенное на объекте и будучи облучено запросным (опорным) сигналом с одного из направлений из дальней зоны относительно объекта в заданном ракурсе углов, восстановит волновой фронт предметного поля во всех направлениях, с которых она облучалась при записи, кроме запросного (опорного), и тем самым обеспечит уменьшение обратного радиолокационного отражения объекта. Полученное изделие - объект плюс устройство с радиоголограммой, обладают новым неизвестным ранее свойством - уменьшать ЭПР объекта в целом. При облучении объекта радиолокатором энергия, достигающая объекта, частично поглощается и отражается от совокупности объект-устройство с радиоголограммой таким образом, что за счет новых дифракционных свойств системы объект-радиоголограмма она перераспределяется в пространстве в направлениях, отличных от запросного со стороны радиолокатора. При изменении положения объекта в пространстве (эволюции, маневрирование и т.п.) в любом случае в сторону запроса отражение минимально.

Формирование пучка квазиплоских когерентных радиоволн с помощью системы излучателей, равномерно расположенных на сфере с радиусом, соответствующим дальней зоне относительно объекта обеспечивает равномерное облучение объекта со всех направлений при записи радиоголограммы, что расширяет как ракурс углов радиолокационного облучения, так и диапазон углов радиолокационного облучения, в которых обеспечивается уменьшение обратного радиолокационного отражения.

Предлагаемый способ обеспечивает создание нового класса (радиоголографических) средств (покрытий, материалов, устройств) для уменьшения обратного радиолокационного отражения. Вместе со способом предлагается одно из них - устройство для уменьшения обратного радиолокационного отражения. Выполнение устройства в виде развертки поверхности объекта и из гибкого материала (например, пленки, тонкого листа) обеспечивает возможность изготовления радиоголограммы не только на объекте, но и в качестве индивидуального для объекта покрывающего материала. Возможность изготовления устройства в виде индивидуального покровного материала для группы идентичных объектов позволяет создавать радиоматериалы с индивидуальными для них радиомаскирующими свойствами.

На фиг.1 схематически приведена структурная схема установки для имитации и регистрации электромагнитных полей. На фиг.2 приведено объемное изображение объекта - модели с квазисамолетным профилем (металлическая модель «квазисамолета»). На фиг.3 приведена диаграмма обратного радиолокационного отражения модели «квазисамолета». Фиг.4 схематично иллюстрирует расположение модели «квазисамолета» в установке для имитации и измерения электромагнитных полей, вид сверху, с указанием реперных точек. Фиг.5 иллюстрирует принципы отображения и изготовления радиоголограмм различных типов, где кривая I характеризует амплитудно-фазовое распределение поля вдоль поверхности модели «квазисамолета», уровни A÷F - принципы отображения и изготовления радиоголограмм, а также их конструктивные особенности. Общий вид изделия модель «квазисамолета» - бинарная фазовая радиоголограмма с дифракционными элементами в виде гофра представлен на фиг.6. На фиг.7 кривой II представлены диаграмма обратного радиометрического отражения (ОРО) от модели «квазисамолета» по результатам измерения однопозиционной радиолокациии и диаграмма ОРО изделия модель - фазовая радиоголограмма - кривая III. Общий вид изделия модель «квазисамолета» - бинарная амплитудная радиоголограмма с дифракционными элементами в виде щелей представлен на фиг.8. На фиг.9 кривой IV представлены диаграмма ОРО от модели «квазисамолета» по результатам измерения однопозиционной радиолокации и диаграмма ОРО изделия модель - бинарная амплитудная радиоголограмма с дифракционными элементами в виде щелей - кривая V. Общий вид изделия модель «квазисамолета» - бинарная амплитудная радиоголограмма с дифракционными элементами в виде нитей-проволочек изображен на фиг.10. На фиг.11 кривой VI представлены диаграмма ОРО от модели «квазисамолета» по результатам измерения однопозиционной радиолокации и диаграмма ОРО изделия модель - бинарная амплитудная радиоголограмма с дифракционными элементами в виде проволочек-нитей - кривая VII. На фиг.12 схематически изображено расположение объекта - клина в цилиндрической системе координат. Фиг.13 изображает амплитудно-фазовое распределение поля вблизи ребра клина при ее электрической регистрации. На фиг.14 приведен внешний вид объемной радиоголограммы, предназначенной для размещения на клине. Фиг.15 иллюстрирует диаграмму ОРО при однопозиционной радиолокации от клина в передней полуплоскости, перпендикулярной его ребру и проходящей через центр, кривая VIII, и диаграмму отраженного сигнала - кривая IX от клина, в указанной передней полуплоскости, при измерении отражений (индикатриса рассеяния) по схеме, представленной на фиг.16. На фиг.17 представлены результаты измерения отражения от уголкового отражателя при однопозиционной локации.

Предлагаемый способ осуществляли следующим образом.

1. Путем однопозиционной радиолокации объекта измеряли амплитуду и фазу отраженного от объекта радиосигнала и координаты направления излучения. Совокупность измеренных значений отображали в виде диаграммы обратного радиолокационного отражения. Измерения осуществляли в заданном ракурсе углов вплоть до полного телесного угла. Измерения осуществляли известным методом в безэховой камере, используя приемопередающую антенну и амплифазометр.

2. Измеренные амплитуды и фазы поля, отраженного от реального объекта, и координаты направлений облучения использовали для создания пучка квазиплоских когерентных радиоволн с распределением поля соответствущим измеренным значениям диаграммы обратного радиолокационного облучения. Для создания указанного пучка радиоволн использовали имитаторы (фиг.1). Имитацию осуществляли излучателями, посылающими квазиплоские волны из дальней зоны в сторону объекта с амплитудой, равной амплитуде, измеренной при однопозиционной радиолокации с заданного направления. При этом число излучателей в облучающей системе было равно числу положений, при которых производились измерения при однопозиционной радиолокации, либо излучатели равномерно размещали на сфере или на ее части. Расположение излучателей при фиксированном расстоянии до объекта, приблизительно соответствовало их расположению на сфере с радиусом, обеспечивающим квазидальнюю зону. При имитации одновременно облучали объект радиоволнами со всех выбранных направлений.

3. Регистрировали на поверхности объекта или вблизи ее в области интерференции радиоволн структуру электромагнитного поля в виде амплитудно-фазового распределения поля. Регистрацию осуществляли электрическим путем с помощью устройств для регистрации распределения электромагнитных полей, например, зондом электрическим или магнитным, перемещающимся по поверхности объекта или вблизи него, на расстоянии много меньше длины волны.

Для имитации и регистрации использовали установку, изображенную на фиг.1. Установка содержит излучатели 1, размещенные на сферической поверхности 2 с радиусом, соответствующим дальней зоне относительно объекта 3, установленного в центре О сферической поверхности 2, формирователь сигналов 4 излучателей, каждый выход которого соединен с помощью волновода с одним из излучателей 1, измерительного зонда 5, установленного с возможностью перемещения по поверхности объекта 3 или на фиксированном расстоянии от нее (не более длины волны) с помощью координатной системы 6, генератора частот, например, сверхвысоких частот (СВЧ) 7, блока регистрации и управления 8, пишущего узла 9 (отмечен пунктиром), размещенного вместе с зондом 5 на каретке 10 координатной системы 6. При этом выход генератора 7 соединен с первым входом блока 8 и первым входом формирователя 4, выход зонда 5 соединен со вторым входом блока 8, вход-выход блока 8 соединен со входом-выходом координатной системы 6, а выход блока 8 соединен со вторым входом формирователя 4.

Излучатели 1, зонд 5, координатная система 6 размещены в безэховой камере 11. Формирователь сигналов 4 состоит из циркуляторов, согласованных нагрузок, управляемых фазовращателей, управляемых реактивных делителей и коммутаторов. Формирователь сигналов 4 обеспечивает формирование на входе каждого из излучателей 1 сигнала с амплитудой и фазой, соответствующей заданному значению. Блок регистрации и управления 8 реализован на базе электронной вычислительной машины, сопряженной с амплифазометром, и снабжен средствами для отображения информации. Пишущий узел 9 обеспечивает нанесение окрашивающего вещества на поверхность объекта 3 по команде из блока 8.

Формирование пучка квазиплоских радиоволн и запись радиоголограмм согласно заявляемому способу осуществляли следующим образом. По программе, введенной в блок 8, по команде от блока 8 формирователем сигналов 4 устанавливали заданные значения амплитуд и фаз на входах излучателей 1, соответствующих амплитудно-фазовому распределению поля, комплексно-сопряженной измеренной диаграмме обратного радиолокационного отражения, с помощью переключений, делений и изменений фаз электромагнитного сигнала, поступившего от генератора 7. Каждый из излучателей формировал квазиплоскую радиоволну, направленную к центру О сферической поверхности 2. При этом расположение излучателей 1 на сферической поверхности 2 позволило сформировать из квазиплоских волн пучок, отображающий требуемые направления и параметры диаграммы. При одновременном облучении излучателями 1 объекта 3 регистрировали интерференционную картину (амплитудно-фазовое распределение) на его поверхности с помощью зонда 5, перемещаемого эквидистантно поверхности с помощью координатной системы 6, управляемой по заданной программе блоком 8. После регистрации распределения (записи радиоголограммы) по командам с блока 8 координатная система 6 перемещала пишущий узел 9 в точки с требуемыми координатами, а последний наносил расположения максимумов или минимумов и, при необходимости, очерчивал их контуры по заданному уровню на поверхности объекта 3.

4. Зарегистрированное амплитудно-фазовое распределение отображали на носителе из диэлектрического радиопрозрачного материала путем размещения или создания на его поверхности элементов, вызывающих дифракцию радиолокационной волны. Например, устройство с радиоголограммой изготавливали на металлизированной поверхности диэлектрического слоя в виде бинарной амплитудной голограммы путем фотолитографии, фотопечати или в виде фазовой (бинарной или многоградационной) голограммы путем соответствующей модуляции фазы радиопрозрачного слоя диэлектрика либо путем модуляции фазы металлизированным гофром или иным способом.

Для создания устройства с радиоголограммой в виде развертки радиопрозрачный гибкий материал наносили на поверхность объекта перед измерением обратного радиолокационного отражения либо после регистрации амплитудно-фазового распределения поля на поверхности объекта или вблизи ее, затем облучали вместе с объектом, размечали с помощью окрашивающего вещества расположение максимумов или минимумов распределения, затем снимали гибкий материал с объекта и наносили на его поверхность амплитудные или фазовые элементы в соответствии с картиной распределения. Полученное устройство размещали на объекте таким образом, чтобы совместить расположение дифракционных элементов с месторасположением соостветствующих им максимумов или минимумов на поверхности, используя реперные отметки на объекте. Аналогично изготовлению радиоголограммы-развертки изготавливали радиоголограмму на объекте, размещая и закрепляя амплитудные или фазовые элементы или в точках минимума, или в точках максимума в области измерения распределения, причем размеры элементов выбирали исходя из размеров областей распределения амплитуды и\или фазы по заданному уровню.

Изготовленная радиоголограмма может быть бинарной амплитудной, бинарной фазовой, амплитудно-фазовой или иной, в зависимости от выбранного способа воспроизведения и изготовления.

Принципы отображения и изготовления иллюстрирует фиг.5. На уровне А фиг.5 показаны направления и интервалы радиолокационного облучения. Кривая I иллюстрирует закон изменения интенсивности электрической составляющей (диаграмма ОРО) вдоль образующей объекта - цилиндрической модели «квазисамолета» (приведена половина диаграммы в силу симметрии модели при ее облучении с 32 направлений). Уровень В, от реперной точки α до точки θ, иллюстрирует развертку поверхности модели поперечно образующей цилиндра (одной из половин модели в силу ее симметрии). Уровень С иллюстрирует правило получения фазовой радиоголограммы в виде гофров, выполненных в виде ступенек 12 с высотой h, равной четверти длины волны облучения. Расстояния между минимумами рельефа на кривой I измеренной интенсивности поля обозначено а. Ширина гофра g выбирается по уровню интенсивности измеренного поля, в данном случае, равного 0,2 от максимального измеренного значения поля. Гофр изготовлен из металлического листа (фольги).

Уровни D, Е, F на фиг.5 отражают принципы получения различных структур амплитудных радиоголограмм.

По уровню D амплитудная бинарная радиоголограмма строится как металлическая поверхность со щелевыми зазорами 13 с шириной Δ много меньше длины волны (приблизительно Δ=(λ/40-λ/80), разделяющими поверхность на металлические полоски 14, параллельные друг другу и образующей. Эти щелевые зазоры Δ в данной структуре своей серединой расположены в максимумах интенсивности дифракционного поля (расстояние между максимумами равно е, уровень С).

На уровне Е показан принцип построения амплитудной бинарной радиогологрммы, как металлической поверхности со щелевыми зазорами 13 прежней ширины Δ, но с одним отличием - середина этого зазора 13 приходится на точки минимума интесивности электромагнитного поля (кривой I на фиг.5) вблизи объекта, при его облучении из заданного сектора пространства. Эквивалентность структур радиоголограмм, с заменой места расположениия щели 13 в амплитудной бинарной радиоголограмме на линии D и линии Е на фиг.18, доказано экспериментально, что подтверждает известные свойства эквивалентности позитивных и негативных голограмм для оптического диапазона.

По уровню С на фиг.5 показан вариант выполнения амплитудной бинарной радиоголограммы из металлических нитей 15 (проволочек или стержней) диаметром d, много меньшим длины волны (порядок тот же, который указывался для щелей 13 по уровню D), параллельных друг другу и образующей цилиндрического профиля модели, представленной на фиг.2. Эти нити размещаются в точках максимумов интенсивности поля.

Как и в случае с положением щелей в бинарной радиоголограмме, металлические нити 15 могут быть размещены в минимумах интенсивности электромагнитного поля, возникшего вблизи поверхности объекта при облучении его из требуемого сектора (ракурса углов).

Итак, получение бинарной амплитудной или фазовой радиоголограммы может быть осуществлено различными техническими приемами. Отметим, что таких приемов может быть гораздо больше так, как требования на технологические свойства радиоголограмм определяются условиями эксплуатации объекта, свойствами радиосигналов радиолокационных станций, например, применением ими запросных сигналов с круговой поляризации электромагнитного поля и другими требованиями на условия эксплуатации систем.

Изготовление устройства с радиоголограммой возможно в виде покрытия, пленочного материала, дифракционно-отражающего устройства в зависимости от ожидаемой длины волны радиолокационного облучения и условий эксплуатации объекта. Эффективность радиоголограммы будет зависеть от выбранных элементов и способа изготовления и в общем случае определяется экспериментально.

5. Полученное изделие - объект плюс устройство с радиоголограммой использовали для уменьшения обратного радиолокационного отражения и ЭПР объекта.

Предложенный способ можно использовать совместно с любым другим способом уменьшения ЭПР, включая применение поглощающих и рассеивающих материалов нанесенных на объект. Измерение в способе диаграммы обратного радиолокационного отражения объекта учитывает его индивидуальные отражательные свойства и возможно для объектов любой (простой и сложной) формы. При этом не требуется выявлять «блестящие точки» объекта путем измерения диаграммы обратного радиолокационного отражения от частей объекта, результат по уменьшению ЭПР объекта может быть предварительно получен на моделях объекта, а затем распространен на сам объект.

Ниже приведены примеры реализации заявляемого способа и способа прототипа. Во всех примерах для измерений и имитаций использовали безэховую камеру (далее БЭК) с коэффициентом безэховости 42 дБ, а объекты размещали на радиопрозрачных платформах или подвесках.

Пример 1. Уменьшение обратного радиолокационного отражения (ОРО) объекта в виде «квазисамолета»

Уменьшали ОРО объекта - металлического профиля «квазисамолета» (фиг.2). Нижнюю и верхнюю части профиля закрывали радиопоглощающим материалом, что уменьшало влияние торцов модели на величину отраженного сигнала при однопозиционной радиолокации в плоскости, перпендикулярной к образующей модели. На модели умышленно не убирали острые кромки и углы переходов. Для имитации запросных сигналов радиолокатора использовали установку для имитации и регистрации (см. фиг.1) в виде автоматизированного измерительного комплекса, у которого 32 излучателя размещены по кругу и работали на длине волны 3,2 см с вертикальной поляризацией (см. фиг.4). Максимальный размер модели около 6 длин волн. В процессе экспериментов добивались эффективного уменьшения ОРО в направлениях по нормали к плоскости симметрии модели, т.е. в направлении, где размеры объекта максимальны.

Для измерения зависимости, характеризующей пространственный закон изменения коэффициента отражения от объекта при однопозиционной радиолокации, устанавливали модель на поворотное устройство в БЭК и выполняли измерение ОРО при однопозиционной радиолокации по обычной схеме. Результаты измерения в виде диаграмм ОРО приведены на фиг.3. Ввиду симметрии на фиг.3 приведена только половина диаграммы отражения от объекта.

Размещали модель «квазисамолетного» профиля в центре облучающей системы так, чтобы плоскость симметрии модели была соосна с двумя облучателями системы (облучатель, расположенный в точке с азимутальной координатой 0° и 180° (фиг.4)). Направления облучения модели пучком квазиплоских волн на фиг.4 показаны стрелками с угловым интервалов облучателей в 11, 25 градуса (на уровне А). Устанавливали требуемые амплитуды и фазы излучателей, возбуждали облучающую систему в соответствии с диаграммой ОРО, одновременно облучали пучком квазиплоских когерентных радиоволн объект. При этом регистрировали амплитудно-фазовое распределение поля вблизи поверхности объекта, измеряя вертикальную составляющую интенсивности электрического поля на расстоянии около λ/8 от поверхности по замкнутому контуру. В процессе измерения или после их отмечали на поверхности объекта реперные точки (α-θ). Результаты измерений отображали и изготавливали в виде фазовых и аплитудных радиоголограмм по вышеописанной методике (см. также фиг.5), радиоголограммы размещали на исследуемой модели, эффективность уменьшения ОРО от объекта оценивали при измерениях диаграмм ОРО по схемам однопозиционной радиолокации изделия объект - радиоустройство с голограммой.

Ниже приведены варианты технической реализации перечисленных радиоголограмм, при размещении их на исследуемых объектах и результаты измерений отраженных от объектов радиосигналов.

Модель с бинарной фазовой радиоголограммой.

Фазовую радиоголограмму в виде гофрированного профиля изготавливали из медной фольги с шириной, равной высоте модели и толщиной 0,1 мм, путем формирования профиля радиоголограммы на шаблоне матрица-пуансон из металлической ленты (см. фиг.5, уровень С). Высота гофров была равна одной четвертой длины волны облучающего модель сигнала. Гофрированная металлическая лента, имитирующая фазовую радиоголограмму, наклеивалась на модель в соответствии с координатами профиля, полученными при измерениях положения минимумов и максимумов гофров (для совмещения использовали реперные точки).

В результате получили изделие модель - фазовая бинарная радиоголограмма (фиг.6). Изделие содержит радиоголограмму 16, размещенную на объекте 17, выполненную в виде гофра. При облучении модели радиолокационной волной она отражается от ступенек 12 и от впадин 18 в противофазе и вычитается в направлении ОРО, и складывается в других направлениях. В результате радиоголограмма 16 формирует в дальней зоне относительно объекта минимальное ОРО, переотражая излучение по другим направлениям.

В БЭК выполнялись измерения однопозиционной радиолокации для модели квазисамолетного профиля как до размещения радиоголограммы на поверхности объекта, так и с изготовленной и размещенной фазовой голограммой, закрепленной на ее поверхности. На фиг.7 кривой II представлена диаграмма ОРО от модели (фиг.2) по результатам измерения однопозиционной радиолокации, а результаты измерения системы модель - устройство с радиоголограммой представлены на фиг.7 кривой III.

Сравнение ЭПР моделей без радиоголограммы и с радиоголограммой говорит о том, что ОРО модели с радиоголограммой уменьшилась интегрально минимум в 2 раза и значительно больше в направлениях запроса, которые совпадают с угловым положением облучавших объект излучателей измерительной установки. Эти φn направления определяются как φn=±n•11,25° по отношению к центру О вращения модели (фиг.6). В секторах 0-18, 45-60, 80-120, 125-155, 165-180 градусов (фиг.7, кривая III) локальные направления имеют уменьшение обратного отражения более чем на 3 дБ. Следует отметить, сама конструкция фазовой радиоголограммы тривиальна, предельно упрощена. Однако результат применения даже простейшей голограммы подтверждает работоспособность предлагаемых способа и радиоголограммы, изготовленной по нему.

Модели с бинарной амплитудной радиоголограммой.

Исследовали модель (фиг.2), когда на ее поверхности формировались радиоголограммы по типам D и Е (фиг.5) в виде металлизированной структуры (фиг.8) со щелями 13 шириной Δ, и металлическими полосками 14 (уровни D и Е на фиг.5). Эти радиоголограммы изготавливали следующим образом. На развертку поверхности объекта - лавсановую пленку - гальваническим методом наносили с одной стороны сплошную медную пленку. На этой пленке с интервалом, равным расстоянию a-Δ между максимумами интенсивности на поверхности объекта I (фиг.5, уровень D), протравливали в сплошной медной структуре полоски - щели, шириной Δ=0,2 мм. Тем самым формировали амплитудные радиоголограммы, у которых шаг структуры соответствовал положению минимумов или максимумов в измеренном поле у поверхности модели. Для изготовления позитивной амплитудной радиоголограммы использовали лавсановую пленку толщиной h=0,1 мм. На лавсановую пленку (позицией не отмечена) гальванически наносили структуру радиоголограммы с вертикальными щелевыми зазорами 13, металлическими полосками 14 и сплошной горизонтальной щелью 19 шириной Δ=0,2 мм, расположенной посередине пленки (боковой поверхности модели, см. фиг.8). Причина появления этой сплошной щели была связана с возможностью применения сигналов с круговой поляризацией электромагнитного поля при облучении модели.

На модель 17 (фиг.8) радиоголограмму 16 наклеивали с электрически изолированной стороны. Получили изделие модель - амплитудная бинарная радиоголограмма (фиг.8). Радиоголограмма при радиолокационном облучениии работала следующим образом. Радиолокационная волна падает на систему объект-радиоголограмма, частично отражается от полосок 14, возбуждает щели 13 и переизлучается ими как щелевыми излучателями с набегом фаз, определяемым расстоянием между щелями. В результате сложения отраженных и переотраженных волн радиоголограмма формирует минимальное ОРО и переизлучает (переотражает) радиолокационное излучение по направлениям, отличном от запросного.

В БЭК выполняли измерения однопозиционной радиолокации для модели без радиоголограммы и с радиоголограммой. Результаты измерений представлены на фиг.9: кривая IV - диаграмма ОРО от модели без радиоголограммы (фиг.2); кривая V - диаграмма ОРО от изделия модель - радиоголограмма (фиг.8).

Сравнение ОРО моделей без радиоголограммы и с радиоголограммой говорит о том, что однопозиционная ОРО (ЭПР) модели с радиоголограммой уменьшилась интегрально минимум в 2÷3 раза.

Аналогично вышеизложенному изготавливали негативную амплитудную радиоголограмму - развертку поверхности (уровень Е, фиг.5). Внешний вид изделия модель - устройство с радиоголограммой, работа такой радиоголограммы и результаты измерений ОРО до и после размещения радиогологрммы совершенно аналогичны вышеизложенному варианту. В силу этого иллюстрации и результаты не приводятся.

Модель (фиг.10) с бинарной амплитудной радиоголограммой.

Исследовали модель (фиг.2), когда на ее поверхности формировали радиоголограмму по типу F (фиг.5) в виде структуры из металлических проволочек 15 диаметром d=0,2 мм (фиг.10). Радиоголограмму изготавливали следующим образом. На развертку поверхности - гибкую лавсановую пленку толщиной h=0,1 мм наклеивали с одной стороны проволочки 15 диаметром 0,2 мм с интервалами, равными расстояниям между максимумами интенсивности на поверхности объекта I (фиг.5). Тем самым формировали амплитудную радиоголограмму, у которой шаг структуры соответствовал положению максимумов в измеренном поле у поверхности модели (фиг.5, уровень F). Устройство с радиоголограммой наклеивали на поверхность объекта в свободной от проволочек 15 стороне в соответствии с расположением на нем максимумов поля, используя реперные точки (фиг.5, уровень В).

Получили изделие модель - амплитудная бинарная радиоголограмма. Общий вид изделия модель - амплитудная бинарная радиоголограмма представлен на фиг.10. Радиоголограмма 16 выполнена в виде носителя - лавсановой пленки (позицией не отмечена) и проволочек-нитей 15.

Радиоголограмма работает следующим образом. Радиолокационная волна частично проникает к поверхности модели, отражается от нее, возбуждает поверхность объекта, проволочки-нити 15 и переизлучается ими как вибраторными излучателями с набегом фаз, определяемым расстоянием между проволочками и их расстояниями от поверхности. В результате сложения отраженных и переотраженных волн радиоголограмма формирует минимальное ОРО и переизлучает (переотражает) радиолокационное излучение по направлениям, отличным от запросного.

В БЭК выполняли измерения однопозиционной радиолокации для модели без радиоголограммы и с радиоголограммой. Результаты измерений представлены на фиг.11: кривая VI - диаграмма ОРО от модели (фиг.2); кривая VII - диаграмма ОРО от изделия модель - устройство с радиоголограммой (фиг.10).

Сравнение ОРО моделей без радиоголограммы и с радиоголограммой говорит о том, что однопозиционная ОРО (ЭПР) модели с радиоголограммой уменьшилась, причем существенно в направлениях, которые совпадают с угловым положением облучавших объект излучателей измерительной установки. Эти φn направления определяются как φn=±n•11,25° по отношению к центру О вращения модели.

Экспериментально исследовали возможность превращения амплитудной бинарной радиоголограммы, состоящей из проволочных нитей, в бинарную фазовую, когда расстояние h между корпусом модели и плоскостью радиоголограммы доводилось до четверти длины волны. Между корпусом модели и лавсановой структурой с металлическими нитями вводилась пенопластовая прокладка высотой h=λ/4, которая прикреплялась к модели, а на нее наклеивалось устройство с радиоголограммой. В этом случае плоские участки гофров заменяются металлическими нитями. Это одна из возможных реализации фазовой бинарной радиоголограммы. Принципиальных отличий в результатах измерений ОРО (ЭПР) моделей с двумя разными фазовыми бинарными радиоголограммами не установлено.

Аналогичные результаты по уменьшению ОРО (ЭПР) были получены по предлагаемому способу для других видов радиоголограмм на объектах разной сложности. При этом устройства с радиоголограммами изготавливали из амплитудных и фазовых элементов, вызывающих дифракцию радиолокационной волны, размещая элементы как в области максимумов, так и минимумов амплитудно-фазового распределения поля на поверхности объекта или вблизи ее. Легко видеть, что использование в качестве носителя развертки поверхности, изготовленной из гибкого диэлектрического материала с нанесенным в соответствии с измеренным амплитудно-фазовым пространственным распределением электромагнитного поля, зарегистрированным на поверхности объекта или вблизи ее согласно предлагаемого способа позволяет получить [5] новый вид радиоматериалов для уменьшения ОРО от объекта (радиоголографических), обладающих индивидуальными свойствами по уменьшению ОРО (ЭПР) для идентичных объектов (радиоголограммы).

Предлагаемый способ позволяет обеспечить уменьшение ОРО в соответствии с тактико-техническими задачами. В качестве примера рассмотрим следующий.

Пример 2. Уменьшение обратного радиолокационного отражения (ОРО) объекта в виде клина.

Уменьшали ОРО объекта - металлического клина с размерами: размеры граней (100×100) сантиметров, угол раскрыва γ=30° (фиг.12). Ставилась задача уменьшить ОРО в секторе 8-10 градусов в направлении, проходящем по оси симметрии клина в плоскости перпендикулярно его ребру.

Клин размещали в БЭК, совмещая острие клина с осью вращения приемной антенны (при измерениях диаграммы ОРО, см. фиг.16) или совмещали острие клина с точкой «О» на фиг.12 и фиг.1 с осью окружности, на которой размещались излучатели имитатора (регистрация радиоголограммы, фиг.1). Для облучения пучком когерентных квазиплоских волн использовали 28 излучателей, размещенных по кругу с шагом 11,25° относительно оси симметрии, проходящей через острие клина. Для имитации запросных сигналов радиолокатора использовали установку для имитации и регистрации (см. фиг.1) в виде автоматизированного измерительного комплекса, и работали на длине волны 3,2 см с вертикальной поляризацией. Нижнюю и верхнюю части профиля закрывали радиопоглощающим материалом, что уменьшало влияние торцов модели на величину отраженного сигнала при однопозиционной радиолокации в плоскости, перпендикулярной к образующей модели. Во всех остальных измерениях ОРО при однопозиционной радиолокации, при создании и использовании пучка квазиплоских волн, облучении им клина и регистрации радиоголограммы поступали аналогично примеру 1. Отличия в регистрации радиоголограммы состояли в том, что измеряли амплитудно-фазовое распределение поля и в области перед острием (ребром) клина, и области отстоящей от поверхности на расстояние, равное нескольким длинам волн. Результаты измерения распределения в указанной области в виде изоуровней представлены на фиг.13, где области, соответствующие заданным относительным уровням интенсивности (отмечены цифрами), и помечены знаком «+» точки положения элементов конструкции бинарной амплитудной голограммы (приведена половина интерференционной картины (распределения) в силу симметрии клина).

Устройство для радиоголограммы, уменьшающее обратное радиолокационное отражение, реализовывали в наиболее простом варианте - бинарный, амплитудный, объемный (фиг.14) в виде дифракционно-отражающего устройства. В местах максимумов интенсивности поля на устройстве размещали параллельно ребру клина металлические стержни диаметром около 0,05λ (их координаты на фиг.13 показаны крестиками), а концы стержней скрепляли носителем - парой пластин из диэлектрического радиопрозрачного материала.

Конструктивно предлагаемое устройство выполнено (см. фиг.14) в виде набора металлических стержней 15, которые закрепляются в двух пенопластовых панелях 20, а координаты положения элементов (металлических стержней), как уже говорилось, соответствуют структуре изоуровней электромагнитного поля на радиоголограмме (фиг.13), для совмещения координат стержней на устройстве с радиоголограммой и на объекте в панелях выполнен клиновидный паз 21. Построенная таким образом бинарная амплитудная радиоголограмма закреплялась на металлическом клине. Металлический клин размещался своим ребром в начале координат системы измерений. Отраженное поле |Ez|2 от конечного металлического клина с γ=30° регистрировали при измерениях по схеме однопозиционной радиолокации при облучении клина рупорным излучателем от генератора с фиксированной мощностью на частоте 9375 МГц. Результаты представлены на фиг.15, кривая VIII. После установки амплитудной радиоголограммы на клине, была измерена подвижной приемной антенной интенсивность отраженного сигнала |Ez|2 в плоскости ХY (индикатриса рассеивания). Эти измерения индикатрисы отраженного сигнала от системы металлический клин - радиоголограмма выполнялись по схеме, представленной на фиг.16. Облучающая антенна 22 (фиг.16) была неподвижна и направлена вдоль оси симметрии клина 23. Приемная антенна 24 перемещалась по радиусу вокруг точки «О» - начала координат (ребро клина). Радиус перемещения приемной антенны был равен 70 длинам волн. Облучение выполнялось на частоте 9375 МГц. В качестве неподвижной антенны использовали стандартную измерительную антенну типа П6-23А. Ее раскрыв при расстоянии 70 длин волн от вершины клина виден под углом не более 7 градусов.

Результаты измерений под разными углами сигнала, отраженного клином, с размещенной на нем радиоголограммой, показаны на фиг.15, кривая IX. В направлении запросного сигнала в секторе около 10 градусов интенсивность отраженного сигнала по мощности уменьшилась в 10 раз.

Результаты измерения отраженного сигнала по схеме, представленной на фиг.15, от системы металлический клин - амплитудная бинарная радиоголограмма достоверно подтверждают тот факт, что сектор уменьшенного отражения в полтора раза больше сектора облучения металлического клина запросным сигналом из рупора. Сектор измеренного уменьшения отраженного сигнала на 10 дБ равен 10 градусам. Поставленная цель достигнута.

Пример 3. Уменьшение отражения от синтезированной радиоголограммы расположенной на уголковом отражателе.

Уголковый отражатель интересен тем, что имеет ярковыраженный максимум при отражении по биссектрисе угла между гранями (В.И.Кобак. Радиолокационные отражатели, Москва, изд. «Сов. Радио», 1975) и существует возможность расчета структуры ЭМП радиоголограммы на его внутренних стенках.

Если экспериментально, при однопозиционной локации уголкового отражателя, получить уменьшение отражений по биссектрисе угла, при размещении непоглощающей бинарной амплитудной радиоголограммы на внутренней поверхости, то тем самым будет подтверждено упомянутое явление.

Решение задачи дифракции, при облучении уголкового отражателя из сектора в 90 градусов пучком «нитей электрического тока» параллельных линии пересечения граней, позволяет найти характер распределения касательной составляющей магнитного поля на внутренней металлической поверхности граней и определить структуру радиоголограммы вдоль ребра отражателя. Период распределения тока модулирован в плоскости, перпендикулярной к ребру клина вдоль его образующей. В максимумах тока на изоляционном слое располагались металлические ячейки, ширина которых составляла более 95% периода. Толщина бинарной амплитудной радиоголограммы вместе с изоляцией равна 0,1 мм. Поглощающее покрытие не использовалось.

Результаты измерения отражения от уголкового отражателя при однопозиционной локации от системы: у толковый отражатель с радиголограммой - 25, металлическая плоскость - 26, уголковый отражатель без радиоголограммы - 27 представлены на фиг.17. Все измерения выполнены в безэховой камере на основе материала «Болото». Размер камеры составлял 90*60*35 метров кубических.

1. Способ уменьшения обратного радиолокационного отражения, включающий измерение диаграммы обратного рассеяния объекта при однопозиционной радиолокации, нанесение на носитель элементов, каждый из которых способен вызвать дифракцию радиолокационной волны, и размещение элементов на электропроводной радионепрозрачной поверхности объекта в соответствии с измерением их отражательных свойств, отличающийся тем, что объект облучают когерентным пучком квазиплоских радиоволн с амплитудно-фазовым пространственным распределением, соответствующим значениям измеренного поля диаграммы обратного рассеяния объекта при его однопозиционной радиолокации, регистрируют структуру электромагнитного поля вблизи или на поверхности объекта, а зарегистрированную структуру поля воспроизводят на носителе с помощью элементов, способных вызвать дифракцию радиолокационной волны, в виде радиоголограммы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пучок квазиплоских когерентных радиоволн формируют с помощью системы излучателей равномерно расположенных на сфере с радиусом, соответствующим дальней зоне относительно объекта.

3. Устройство для уменьшения обратного радиолокационного отражения, содержащее носитель из диэлектрического радиопрозрачного материала и элементы, вызывающие дифракцию радиолокационной волны, закрепленные на носителе и отображающие размерами и месторасположением структуру электромагнитного поля, отличающаяся тем, что носитель выполнен из гибкого материала в виде развертки поверхности объекта, а закрепление элементов и отображение структуры на носителе осуществлено в соответствии с амплитудно-фазовым пространственным распределением электромагнитного поля, зарегистрированным на поверхности объекта или вблизи ее при облучении объекта когерентным пучком квазиплоских радиоволн с амплитудно-фазовым пространственным распределением, соответствующим значениям измеренного поля диаграммы обратного рассеяния при однопозиционной радиолокации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антеннам и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств спутниковой связи в ОВЧ и УВЧ диапазонах. .

Изобретение относится к антеннам и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств спутниковой связи в ОВЧ и УВЧ диапазонах. .

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, а именно к антеннам с частотным сканированием, и может быть использовано в различных радиотехнических системах связи, радиолокации, радионавигации и др., базирующихся на неподвижных и подвижных объектах.

Изобретение относится к комбинированным конструкциям СВЧ-антенн, конкретно - к многолучевым приемным антеннам с использованием квазиоптических линз и активных антенных элементов.

Изобретение относится к технологиям измерения уровня с использованием параболической антенны для радара уровня. .

Изобретение относится к радиолокационной технике и может служить в качестве маркерного отражателя при решении задач навигации по пассивным маякам, а также калибровочным отражателем при калибровке поляризационных РЛС.

Антенна // 2394320
Изобретение относится к антеннам мобильных передающих телевизионных центров дециметрового диапазона волн, временно разворачиваемых в процессе устранения природных и иных катастроф для информации населения.

Изобретение относится к области к области антенной техники КВЧ и СВЧ диапазонов и может быть использовано в радиолокации, в том числе сверхширокополосной локации

Изобретение относится к радиолокации, комбинированным антенным системам, сочетающих формирование лучей с помощью зеркал и линейных фазированных антенных решеток (ЛФАР)

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенным системам, обеспечивающим формирование многолучевого пучка диаграмм направленности, с излучателями типа диэлектрический волновод или световод

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенным системам, обеспечивающим формирование многолучевого пучка диаграмм направленности, с излучателями типа диэлектрический волновод или световод

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах в качестве всенаправленной в горизонтальной плоскости антенны при работе с горизонтальной и вертикальной поляризациями

Изобретение относится к области радиотехники, а точнее к радиолокационным станциям (РЛС) кругового обзора с фазированными антенными решетками (ФАР). Техническим результатом является снижение энергетических затрат системой вращения антенн РЛС кругового обзора при воздействии ветра и, как следствие, снижение материальных затрат при эксплуатации РЛС. Способ защиты от ветровых нагрузок на фазированные антенные решетки радиолокационных станций кругового обзора заключается в том, что излучающую поверхность ФАР делят на две геометрически равные части относительно оси вращения ФАР, при этом на строки или столбцы излучателей ФАР одной из них, набегающей при вращении, устанавливают выпуклые рефлекторы, а на другой, убегающей, - вогнутые рефлекторы. 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике, а именно к устройствам для фокусировки радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Техническим результатом является создание цилиндрической линзы Микаэляна из однородного диэлектрического материала с минимальным продольным размером. Цилиндрическая линза представляет собой коаксиальный набор, состоящий из М диэлектрических плоских N-лепестковых элементов одинакового максимального радиуса r0, изготовленных из одинакового диэлектрического материала, повернутых относительно друг друга на угол Каждый лепесток i-го диэлектрического плоского N-лепесткового элемента, имеющий миндалевидную форму, радиально ориентирован относительно центральной оси данного элемента. 5 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - повышение КПД и разрешающей способности зеркально-рупорной антенны. Зеркально-рупорная антенна содержит планарное зеркало, выполненное в виде верхней, нижней и средней металлических пластин, установленных параллельно друг другу, и параболического цилиндра, который выполнен из металла и установлен между нижней и верхней пластинами и имеет с ними гальванический контакт, а его ось перпендикулярна плоскостям указанных пластин, средняя пластина имеет кромку, расположенную между параболическим цилиндром и его фокусом, причем зазор между кромкой и параболическим цилиндром имеет постоянную ширину; облучатель, установленный между нижней и средней пластинами и выполненный в виде, по крайней мере, одного возбудителя и стенки, выполненной из металла и установленной между нижней и средней пластинами перпендикулярно им, стенка установлена также перпендикулярно плоскости симметрии направляющей параболического цилиндра, верхняя и средняя пластины выполнены с прямолинейными кромками, перпендикулярными плоскости симметрии направляющей параболического цилиндра и расположенными на расстоянии от вершины направляющей параболического цилиндра, превышающем его фокусное расстояние; излучатель, выполненный в виде двух прямоугольных металлических пластин, кромки которых соединены с прямолинейными кромками верхней и средней пластин, причем плоскости прямоугольных пластин имеют линию пересечения, расположенную между верхней и средней пластинами. 9 з.п. ф-лы, 20 ил.
Наверх