Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн



Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн
Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн
Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн
Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн

 


Владельцы патента RU 2504053:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к защите антенн от воздействия внешних факторов окружающей среды. Техническим результатом является расширение диапазона частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц через многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн с одновременным упрощением его конструкции. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, отличается тем, что входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники и касается вопроса, связанного с защитой антенн от воздействия внешних факторов окружающей среды.

Известно радиопрозрачное защитное укрытие для антенной решетки, состоящие из пяти слоев, которые жестко соединены между собой с помощью смолы. Первый, второй и четвертый слои состоят из стеклопластикового армированного материала, пропитанного смолой, а третий и пятый - из вспененного материала. Первый, второй и четвертый слои меньше третьего и пятого слоев. Толщина слоев выбирается так, чтобы минимизировать потери на отражение в определенном частотном диапазоне (US №4783666, H01Q 1/42, US C1 343/872, 1988).

Недостатком данного радиопрозрачного защитного укрытия является сложность конструкции, наличие в ее составе армированного стеклопластикового материала, что приводит к искажениям электромагнитного поля, проходящего через радиопрозрачное защитное укрытие.

Наиболее близким к изобретению (прототипом) является многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее N расположенных параллельно друг другу тонких слоев, между которыми помещены M=N-1 толстых слоев - наполнителей, выполненных в виде расположенных перпендикулярно тонким слоям перегородок, при этом тонкие слои и перегородки выполнены из одного и того же диэлектрического материала, например стеклоткани, пропитанной клеем, перегородки расположены в виде сотовой структуры из правильных шестигранников, размер сторон которых выбран меньшим половины длины волны в свободном пространстве, а эквивалентная диэлектрическая проницаемость N тонких слоев больше эквивалентной диэлектрической проницаемости M толстых слоев наполнителей (патент RU №2314609, 2008 г.).

Недостатком известного радиопрозрачного укрытия для антенн является узкий диапазон частот прошедших радиоволн - 1 и 2 ГГц и сложность конструкции.

Задачей предполагаемого изобретения является расширение диапазона частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц через многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн с одновременным упрощением его конструкции.

Для этого, в широкодиапазонном многослойном радиопрозрачном укрытии для антенн содержащем ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, по изобретению, входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом.

Кроме того, на входном наружном слое нанесен слой для защиты от механических воздействий, например, из стеклопластика.

Выполнение входного наружного слоя укрытия с диэлектрической проницаемостью от 1,8 до 2,2 и толщиной от 2 до 4 мм позволяет обеспечить «мягкий» вход для электромагнитной волны, то есть с минимальным отражением от границы раздела воздух - поверхность. Выполнение выходного наружного слоя электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом, позволяет расширить диапазон частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц.

В качестве исходных компонентов для создания радиопрозрачной конструкции могут быть выбраны: стеклопластик с диэлектрической проницаемостью ∈=4, материал с пониженной диэлектрической проницаемостью ∈=2 на основе стекловолокнистого материала «Сферокор» и проводящая ткань с поверхностным электрическим сопротивлением от 300 до 700 Ом.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема широкодиапазонного многослойного радиопрозрачного укрытия для варианта с приемной антенной, на фиг.2 - то же, для передающей антенны, на фиг.3 - структура радиопрозрачной конструкции, а на фиг.4 - спектральная зависимость коэффициента отражения стеклопластка с диэлектрической проницаемостью равной 4 (пунктирная линия) и радиопрозрачной конструкции (сплошная линия) от частоты электромагнитных волн.

Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн содержит ряд тонких слоев, параллельных друг другу, из которых наружный слой - 1 обращен в сторону падающего излучения (фиг.1, 2) и имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а выходной наружный слой - 2 выполнен электропроводящим и имеет поверхностное сопротивление от 300 до 700 Ом.

Между входным наружным слоем 1 и выходным наружным слоем 2 имеется несущий слой 3 для обеспечения жесткости и прочности конструкции укрытия антенн.

Работа широкодиапазонного радиопрозрачного укрытия для антенн осуществляется следующим образом.

Падающее электромагнитное излучение радиоволн проходит через многослойный радиопрозрачный материал с небольшим коэффициентом отражения и, проходя через многослойный радиопрозрачный материал, интерферирует за счет многократных переотражений в слоях 1, 2, 3 и 4 с различной диэлектрической проницаемостью, что обеспечивает прохождение радиоволн с минимальным отражением в широком диапазоне частот (от 3 до 30 ГГц).

Пример структуры радиопрозрачного материала:

Первый слой - стеклопластик толщиной 0,28 мм и диэлектрической проницаемостью 4.

Второй слой - стекловолокнистый материал типа «Сферокор» толщиной 2 мм и диэлектрической проницаемостью - ∈=2.

Третий слой - стеклопластик толщиной 2,24 мм и диэлектрической проницаемостью - ∈=4.

Четвертый слой - углеродная ткань толщиной 0,24 мм и диэлектрической проницаемостью - ∈=4.

Созданная конструкция из многослойного радиопрозрачного материала для укрытия антенн позволяет снизить коэффициент отражения излучения радиоволн в диапазоне частот от 3 до 30 ГГц более, чем в три раза, что приводит к снижению уровня помех, создаваемыми укрывающими материалами и повышению уровня эффективности принимающей и передающей радиоаппаратуры.

Предлагаемая конструкция радиопрозрачного материала, работающая в широком диапазоне частот радиоволн от 3 до 30 ГГц, предназначенная для изготовления антенных укрытий, работающих только на прием или на излучение радиоволн позволяет обеспечить жесткость и прочность конструкции.

1. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, отличающееся тем, что входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом.

2. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие по п.1, отличающееся тем, что на входном наружном слое нанесен слой для защиты от механических воздействий, например, из стеклопластика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может использоваться преимущественно в конструкциях высокоскоростных ракет различных классов. Технический результат - увеличение длительности эксплуатационного режима за счет сохранения прочности соединения металл-керамика при силовых и тепловых воздействиях на обтекатель.

Изобретение относится к конструктивным элементам фюзеляжа летательного аппарата. Обтекатель антенны, установленный на самолете, содержит радиопрозрачную переднюю и металлическую заднюю части, обшивку, подкрепленную силовым набором.

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих нагрузок: тепловой - при менее значительной силовой и силовой - при менее значительной тепловой, а также при любом соотношении нагрузок на промежуточных траекториях.
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики.
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики.

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к обтекателям гидроакустических станций, и касается вопроса конструирования обтекателя антенны гидроакустической станции.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении головных радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам преимущественно к широкополосным системам «антенна-обтекатель» для работы в совмещенных диапазонах. .

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. .

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике, а именно к головным отсекам (ГО) летательных аппаратов (ЛА). ГО ЛА содержит переднюю панель в виде клина с плоскими иллюминаторами, осесимметричную с переменным сечением боковую обечайку со стыковочным шпангоутом, складную телескопическую аэродинамическую иглу. Иллюминаторы выполнены с различным диапазоном пропускания. Боковая обечайка выполнена биконической, оживальной, параболической, в виде сплайна или их комбинаций. В боковой обечайке выполнена призматическая, цилиндрическая, оптически- и радиопрозрачная вставка. Передняя панель и часть боковой обечайки выполнены поворотными и отделены от неподвижной части герметичной мембраной и в плоскости их разделения установлен подшипник. На внутренней стороне боковой обечайки и передней панели установлена теплоизоляция, на внутренней стороне иллюминаторов установлены сдвигающиеся теплоизолирующие накладки. Изобретение позволяет повысить точность наведения ГО ЛА. 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиотехнических устройствах подводных судов. Технический результат - уменьшение громоздкости без увеличения задержки излучения и приема электромагнитных сигналов. Антенное устройство, состоящее из антенны и привода над корпусом рубки и блока управления приводом, имеющим выход, соединенный с входом привода, жестко связанного с антенной, отличающееся тем, что вводится радиопрозрачный глубоководный защитный кожух с антенной и приводом, внутри жестко связанный с корпусом рубки, имеющим жесткую связь с приводом, вход которого соединен с выходом блока управления приводом через отверстие в корпусе рубки. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к обтекателям гидроакустических станций. Технический результат - создание обтекателя антенн гидроакустических станций из композиционных материалов, обладающего повышенной прочностью и эксплуатационной надежностью с улучшенными акустическими свойствами. Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции состоит из наружного, внутреннего слоев и размещенного между ними среднего слоя, выполненных из полимерных композиционных материалов, и отличается тем, что средний слой обтекателя армирован полиарамидными волокнами, а наружный и внутренний слои армированы водостойкими волокнами, при этом суммарная толщина наружного и внутреннего слоев составляет не более 0,25 толщины среднего слоя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам преимущественно к широкополосным системам «антенна-обтекатель». Технический результат - повышение коэффициента прохождения электромагнитной волны и снижение пеленгационных ошибок в системе «антенна-обтекатель» в широкой полосе частот. Для этого широкополосная система «антенна-обтекатель» содержит пеленгующую линейно-поляризованную антенну, механизм поворота антенны на цель и обтекатель в виде колпака с выпуклой формой образующей и однослойной стенкой, снабженный узлом жесткого крепления к летательному аппарату, при этом плоскость поляризации антенны совпадает с плоскостью пеленгации, а в радиопрозрачной зоне либо образующая внешней поверхности колпака выполнена в виде логарифмической спирали, полюс которой совпадает с центром вращения антенны, а внутренняя образующая колпака выбрана конгруентной внешней либо внешняя и внутренняя образующие колпака выполнены неконгруентными, в виде логарифмических спиралей с полюсами, совпадающими с центром вращения антенны. 35 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенным системам. Технический результат - упрощение конструкции антенной системы и ослабление климатико-механических требований к составным частям антенной системы. Антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха содержит зеркало, малошумящий усилитель с преобразователем частоты и устройство наведения на объект излучений, при этом в ее состав введен защитный радиопрозрачный кожух, соответствующий конфигурации для зеркала антенны и установленный на вращающейся по кругу платформе, при этом половина или часть кожуха металлизирована и представляет собой зеркало антенны, а малошумящий усилитель с преобразователем частоты установлен на кронштейне, обеспечивающем его перемещение в горизонтальной и вертикальной плоскости, для ослабления ветровых нагрузок защитный кожух укрепляется растяжками, а также дополнительно введен компрессор с регулируемым температурным режимом для поддержания внутри кожуха соответствующего температурного режима. 1 ил.

Изобретение относится к области авиационно-ракетной техники, преимущественно к конструкциям носовых радиопрозрачных обтекателей, являющихся укрытием от аэродинамического воздействия антенных устройств головок самонаведения (АУ ГСН). Технический результат - снижение теплового воздействия на АУ ГСН и наружную керамическую оболочку антенного обтекателя в условиях нестационарного высокотемпературного воздействия. Для этого антенный обтекатель содержит керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут и расположенный во внутренней полости соосно с ними куполообразный радиопрозрачный теплозащитный экран, соединенный с оболочкой термостойким адгезивом по всей поверхности прилегания к оболочке. Экран изготовлен из термостойкого стеклопластика на основе кремнийорганического, полиимидного или фенолформальдегидного связующих и кварцевых стеклотканей сатинного и объемного плетения. На наружную и внутреннюю поверхности экрана нанесено теплостойкое покрытие кремнийорганической или фторопластовой эмалью. Во внутренней полости экрана установлено металлическое кольцо, соединенное с экраном термостойким адгезивом, а со шпангоутом - через экран крепежными элементами, выполненными в виде шпилек или винтов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиационно-ракетной техники, преимущественно к конструкциям носовых радиопрозрачных обтекателей, являющихся укрытием от аэродинамического воздействия антенных устройств головок самонаведения (АУ ГСН). Технический результат - снижение теплового воздействия на АУ ГСН и снижение температуры прогрева шпангоута в условиях нестационарного аэродинамического нагрева с обеспечением высоких радиотехнических характеристик в широком диапазоне частот. Для этого антенный обтекатель содержит керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут, куполообразный радиопрозрачный теплозащитный экран и теплоизоляционное кольцо. Экран выполнен трехслойным с внешними слоями из термостойкого стеклопластика на основе хромалюмофосфатного, полиимидного, кремнийорганического или фенолформальдегидного связующих и внутренним слоем, выполненным из теплостойкого материала на основе стеклянного или кремнеземного волокон. На наружную поверхность экрана нанесено теплостойкое покрытие. Теплоизоляционное кольцо жестко присоединено к экрану или выполнено за одно целое с ним из материала внешних слоев экрана, и соединено с оболочкой и шпангоутом термостойким адгезивом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области создания конструкций носовых антенных обтекателей ракет с оболочками, изготавливаемыми из жаростойких неорганических (керамических) материалов. Технический результат - повышение герметичности и устойчивости антенного обтекателя к воздействию динамических нагрузок в условиях длительного теплосилового воздействия. Для этого антенный обтекатель содержит керамическую оболочку, металлический стыковой шпангоут и расположенное между ними теплоизоляционное кольцо, соединенное с оболочкой и шпангоутом термостойким адгезивом. Кольцо выполнено из термостойкого стеклопластика на основе алюмохромфосфатного, полиимидного, кремнийорганического и фенолформальдегидного связующих. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при креплении антенных обтекателей скоростных ракет различных классов. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности узла крепления обтекателя с корпусом летательного аппарата за счет более точного базирования (центрирования) антенного обтекателя на шпангоуте. Узел крепления обтекателя с корпусом летательного аппарата содержит металлический шпангоут, соединенный с керамическим обтекателем слоем эластичного термостойкого клея. По окружности шпангоут имеет кольцевую проточку, заполненную эластичным термостойким клеем, по центру которой выполнены крестообразные сквозные пазы под углом 45° к продольной оси шпангоута. По краям и в центре пересечения пазов имеются сквозные отверстия. В части шпангоута, обращенной в сторону обтекателя, выполнены компенсаторы теплового расширения в виде осевых сквозных дополнительных пазов с отверстиями с образованием цанговых лепестков, непосредственно контактирующих своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью обтекателя. Крестообразные пазы и компенсаторы теплового расширения размещены поочередно и равномерно. 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления термостойкого элемента корпуса сверхзвукового летательного аппарата (ЛА) и касается переднего радиопрозрачного обтекателя корпуса. При изготовлении клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса ЛА применяют объемную многослойную пряжу оболочки обтекателя из термостойкой нити с пропиткой термоактивным связующим, формуют оболочки на оправке и отверждают связующее, затем механически обрабатывают поверхности оболочки, стыкуемые с корпусом. При этом предварительно изготавливают части обтекателя, в том числе верхнюю и нижнюю части оболочки, соединительную дугу, с формированием передней кромки обтекателя и стыковочных полок на ее верхней и нижней поверхностях для верхней и нижней частей оболочки и элементы их механического крепления. При изготовлении соединительной дуги продольные нити слоев пряжи укладывают по радиусу изгиба передней кромки обтекателя. После изготовления производят механическую обработку стыкуемых поверхностей частей обтекателя, наносят на них высокотемпературный клей и осуществляют механическую сборку и склеивание частей обтекателя. Достигается обеспечение возможности изготовления термостойкого клиновидного переднего обтекателя ЛА с необходимой продолжительностью работы и радиотехническими характеристиками. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх