Антенный обтекатель



Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель
Антенный обтекатель

 


Владельцы патента RU 2573199:

Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им А.Г.Ромашина" (RU)

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к антенным обтекателям. Техническим результатом изобретения является снижение искажений вносимых обтекателем в поле падающей волны. Антенный обтекатель, снабженный узлом крепления к летательному аппарату, содержит диэлектрический корпус в форме колпака, на внешней и внутренней поверхностях которого закреплены реактивные двухмерные решетки из проводников, выполненные в виде доводочных кольцевых поясов. Подбором посредством доводочных операций на радиотехническом стенде места расположения доводочных кольцевых поясов по образующей, их количества и типа реактивных решеток обеспечивается снижение искажений вносимых обтекателем в поле падающей волны. 20 ил.

 

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к антенным обтекателям.

Известен антенный обтекатель, содержащий диэлектрический корпус в форме колпака и реактивные двумерные решетки из проводников, помещенных в тело стенки диэлектрического корпуса, снабженного узлом крепления к летательному аппарату: Каплун В.А. Обтекатели антенн СВЧ. - М.: Советское радио, 1974, 238 с. и Радиопрозрачная стенка обтекателя. RU №2168816 от 05.06.2000.

Так как уменьшение толщины диэлектрической стенки ограничивается теплофизическими требованиями к обтекателю, искажения, вносимые в падающее поле из-за конечной толщины стенки, оказываются значительными, что приводит к высоким ошибкам пеленга. Кроме того, при увеличении отличия электрической толщины диэлектрической стенки от полуволновой, снижается коэффициент прохождения обтекателя.

Применение реактивных решеток позволяет компенсировать изменение электрической толщины диэлектрической стенки. Эти решетки для проходящих электромагнитных волн представляют реактивное сопротивление (индуктивного или емкостного характера) и их используют для согласования диэлектрических слоев с окружающим пространством. Для согласования слоев диэлектрика решетки обычно включаются в среднее сечение согласуемого слоя.

Преимущество в применении решеток заключается также в возможности с их помощью компенсировать электрическую толщину стенки при существенном росте геометрической толщины для увеличения механической прочности стенок обтекателя.

Однако из-за технологической сложности изготовления диэлектрического корпуса с реактивными решетками из проводников, помещенных в тело стенки диэлектрического корпуса, не нашли широкого применения в конструкциях антенных обтекателей. Трудности использования также вызывает радиотехническая настройка характеристик антенного обтекателя, изготовленного со стенками из таких решеток.

Наиболее близким техническим решением является антенный обтекатель по заявке на патент RU №92008100, H01Q 1/42, 20.03.1995, содержащий диэлектрический корпус в форме колпака и две реактивные двумерные решетки из проводников, закрепленные на внешней и внутренней поверхностях корпуса обтекателя. Шаг решеток равен (0,3-0,5)λ0, где λ0 - средняя длина волны рабочего диапазона обтекателя. Толщина стенок корпуса, переменная вдоль продольной оси обтекателя, зависит от угла падения волн на его стенки и фазового сдвига, вносимого реактивными решетками. Обтекатель практически прозрачен в рабочем диапазоне волн и не прозрачен для волн длиннее 3·λ0.

Недостатком прототипа является то, что в конструкции антенного обтекателя со структурой стенки, однородной по всей высоте оболочки (то есть состоящей из диэлектрического слоя и реактивных решеток, закрепленных на внешней и внутренней поверхностях корпуса обтекателя), невозможно произвести оптимальную настройку радиотехнических характеристик во всем диапазоне частот и углов падения волны.

Это связано с тем, что различные по типу реактивные решетки, закрепленные в различных местах на поверхности диэлектрического корпуса, оказывают различное влияние на радиотехнические характеристики обтекателя, так как их действие может носить как индуктивный, так и емкостной характер и существенным образом влиять на электрическую толщину стенки обтекателя.

Одинаковые по типу реактивные решетки, размещенные в различных кольцевых поясах по высоте обтекателя, оказывают различное действие на радиотехнические характеристики.

Задачей изобретения является увеличение коэффициента прохождения и снижение искажений вносимых обтекателем в поле падающей волны.

Достигается задача тем, что предложен антенный обтекатель, содержащий диэлектрический корпус в форме колпака и две реактивные двумерные решетки из проводников, закрепленные на внешней и внутренней поверхностях, снабженный узлом крепления к летательному аппарату, отличающийся тем, что решетки выполнены в виде доводочных кольцевых поясов шириной (0,5-2)·λ, причем место расположения поясов по образующей, их количество и тип решеток или в виде сетки с периодом (0,15-0,2)·λ между проводниками в виде колец, расположенных перпендикулярно образующей, и проводников, расположенных вдоль образующей и равных по длине ширине пояса, с диаметром проводников (0,005-0,007)·λ или в виде реактивной решетки вибраторов с диаметром (0,005-0,007)·λ, расположенных перпендикулярно друг другу, в направлении перпендикулярно образующей с периодом (0,25-0,3)·λ, а в направлении вдоль образующей - с периодом (0,25-0,3)·λ при расстоянии между вибраторами в (0,015-0,025)·λ, где λ - длина волны в свободном пространстве падающей электромагнитной волны, подбираются доводочными операциями на радиотехническом стенде.

Авторы установили, что при измерении радиотехнических характеристик заявляемого антенного обтекателя достигается наибольший коэффициент прохождения и минимизация искажений вносимых обтекателем в поле падающей волны.

Для доказательства преимущества предлагаемого технического решения проведены расчетные эксперименты, результаты которых, представлены ниже.

Эксперименты проводились на обтекателе оживальной формы с удлинением 3, из материала с ε=7,0 полуволновой толщины, с утолщением в основании.

Для экспериментов использовалась сетка из стальной проволоки диаметром 0,05 мм с шагом в 10 мм.

Для демонстрации влияния реактивной решетки на радиотехнические характеристики обтекателя на фиг. 1 и 2 представлены пеленгационные ошибки в плоскости Е (электрический вектор лежит в плоскости поворота антенны (в горизонтальной плоскости)) на нижней и верхней частотах представленного диэлектрического корпуса с утолщением в основании без решеток и этого же диэлектрического корпуса с сеткой в виде пояса шириной 2·λ, нанесенной на наружную поверхность, в основании.

Из сравнения зависимостей на фиг. 1 и 2 видно, что сетка, нанесенная на утолщенную часть стенки в основании, скомпенсировала электрическую толщину, что позволило уменьшить пеленгационные ошибки в диапазоне 30-60° углов поворота антенны.

На фиг. 3 и 4 представлены пеленгационные ошибки в плоскости Е на нижней и верхней частотах представленного диэлектрического корпуса с утолщением в основании без решеток и этого же диэлектрического корпуса с сеткой в виде пояса шириной 2·λ, нанесенной на внутреннюю поверхность, в основании.

Из сравнения зависимостей на фиг. 3 и 4 видно, что сетка, нанесенная на внутреннюю поверхность утолщенной стенки в основании, скомпенсировала электрическую толщину, что позволило уменьшить пеленгационные ошибки в диапазоне 30-60° углов поворота антенны.

На фиг. 5 и 6 представлены пеленгационные ошибки в плоскости Е на нижней и верхней частотах представленного диэлектрического корпуса с утолщением в основании без решеток и этого же диэлектрического корпуса с сетками в виде поясов шириной 2·λ, нанесенными на внутреннюю и наружную поверхности, в основании.

Из сравнения зависимостей на фиг. 5 и 6 видно, что сетка, нанесенная на внутреннюю и наружную утолщенную стенку в основании, скомпенсировала электрическую толщину, что позволило уменьшить пеленгационные ошибки в диапазоне 30-60° углов поворота антенны.

Из сравнения фиг. 1 и 2 с фиг. 3 и 4, а также с фиг. 5 и 6 видно, что действие, оказываемое взаимным влиянием поясов на внутренней и внешней поверхностях диэлектрического корпуса на пеленгационные ошибки, значительно сильнее, чем в случае влияния пояса только на внутренней или внешней поверхностях.

На фиг. 7 и 8 представлены пеленгационные ошибки в плоскости Е на верхней и нижней частотах представленного диэлектрического корпуса без сеток и этого же диэлектрического корпуса с сеткой, нанесенной на наружную поверхность в носовой части поясом шириной в 1,5·λ.

Из сравнения зависимостей на фиг. 7 и 8 видно, что сетка, нанесенная на наружную поверхность в носовой части, скомпенсировала электрическую толщину, что позволило изменить пеленгационные ошибки в диапазоне носовых углов поворота обтекателя.

На фиг. 9 и 10, фиг. 11 и 12, фиг. 13 и 14 представлены пеленгационные ошибки в плоскости Е на верхней и нижней частотах представленного диэлектрического корпуса без сеток и этого же диэлектрического корпуса с сетками, нанесенными на наружную поверхность в носовой части узкими поясами шириной в 0,5·λ, расположенными, соответственно, по порядку (пояс 1, 2 и 3) и в сумме, по ширине, равной широкому поясу, влияние которого представлено на фиг. 7 и 8.

На фиг. 15 и 16 представлено сравнительное влияние каждого из трех узких поясов.

Из сравнения зависимостей на фиг. 9, 11, 13 и фиг 10, 12, 14 видно, что смещение положения поясов по образующей диэлектрического корпуса приводит к смещению углового действия поясов на пеленгационные ошибки, а также к изменению величины этих влияний, что позволяет использовать положение поясов для регулирования ошибок.

Из сравнения зависимостей на фиг. 7 и 8 видно, что сетка, нанесенная на наружную поверхность в носовой части диэлектрического корпуса, скомпенсировала электрическую толщину, что позволило изменить пеленгационные ошибки в диапазоне носовых углов поворота обтекателя.

На фиг. 17 представлены пеленгационные ошибки в плоскости Е на нижней частоте представленного диэлектрического корпуса без решеток и этого же обтекателя с сеткой, нанесенной на внутреннюю поверхность в носовой части поясом шириной в 1,5·λ.

Из сравнения зависимостей на фиг. 8 и 17 видно, несмотря на то, в обоих случаях структура сетки была одинакова, влияние сетки, размещенной на внутренней поверхности, на пеленгационные ошибки значительно сильнее, чем влияние, которое оказывает сетка, размещенная на внешней поверхности диэлектрического корпуса.

На фиг. 18 и 19 представлены пеленгационные ошибки в плоскости Е на нижней и верхней частотах представленного диэлектрического корпуса без решеток и этого же диэлектрического корпуса с решеткой вибраторов, нанесенной на наружную поверхность в носовой части поясом шириной в 1,5·λ (как на фиг. 8) и широкий пояс с решеткой вибраторов длиной в 4 мм с шагом 6×6 мм, нанесенный на наружную поверхность.

Из сравнения зависимостей на фиг. 18 и 19 видно, что влияние решеток вибраторов на зависимости пеленгационных ошибок значительно более сильное, чем влияние сетки.

На фиг. 20 представлены пеленгационные ошибки в плоскости Е на нижней частоте представленного диэлектрического корпуса без решеток и этого же диэлектрического корпуса с сеткой, нанесенной на наружную поверхность в носовой части узким поясом шириной в 0,5·λ (как на фиг. 14) и узким поясом шириной 0,5·λ с решеткой вибраторов длиной в 4 мм с шагом 6×6 мм, нанесенной на наружную поверхность.

Из сравнения зависимостей на фиг. 20 видно, что влияние решеток вибраторов на зависимости пеленгационных ошибок значительно более сильное, чем влияние сетки, а из сравнения зависимостей на фиг. 20 и 18 видно, что изменение ширины пояса различных типов (сетки или решетки вибраторов) реактивной решетки изменяет величину влияния на зависимости пеленгационных ошибок.

Установлено, что применение кольцевых поясов реактивных решеток, расположенных на внешней и внутренней поверхностях диэлектрического корпуса, позволяет корректировать величину пеленгационных ошибок, причем для каждого типа обтекателей ширина кольцевых поясов, тип решеток и место расположения по образующей подбираются доводочными операциями на радиотехническом стенде.

Возможно повышение прочности обтекателя без ухудшения его радиотехнических характеристик при больших углах поворота антенны относительно обтекателя. Для решения этой задачи стенка в радиотехнической зоне выполнена с плавным утолщением к основанию, в области утолщения на одну из поверхностей, наружную или внутреннюю, или на обе, нанесено проводящее покрытие в виде сетки для компенсации электрической толщины стенки и снижения пеленгационных ошибок. Антенный обтекатель, выполненный по предлагаемому техническому решению, по сравнению с известными конструкциями обтекателей вносит минимальные искажения в поле падающей волны и обладает лучшими радиотехническими характеристиками.

Источники информации

1. Каплун В.А. Обтекатели антенн СВЧ. - М.: Советское радио, 1974, 238 с.

2. Заявка на патент RU №92008100, H01Q 1/42, 20.03.1995.

Антенный обтекатель, содержащий диэлектрический корпус в форме колпака и две реактивные двумерные решетки из проводников, закрепленные на внешней и внутренней поверхностях, снабженный узлом крепления к летательному аппарату, отличающийся тем, что решетки выполнены в виде доводочных кольцевых поясов шириной (0,5-2)·λ, причем место расположения поясов по образующей, их количество и тип решеток или в виде сетки с периодом (0,15-0,2)·λ между проводниками в виде колец, расположенных перпендикулярно образующей, и проводников, расположенных вдоль образующей и равных по длине ширине пояса, с диаметром проводников (0,005-0,007)·λ или в виде реактивной решетки вибраторов с диаметром (0,005-0,007)·λ, расположенных перпендикулярно друг другу, в направлении перпендикулярно образующей с периодом (0,25-0,3)·λ, а в направлении вдоль образующей с периодом (0,25-0,3)·λ при расстоянии между вибраторами в (0,015-0,025)·λ, где λ - длина волны в свободном пространстве падающей электромагнитной волны, подбираются доводочными операциями на радиотехническом стенде.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к полимерным радиопрозрачным композициям, предназначенным для устранения поверхностных дефектов радиопрозрачных обтекателей из ПКМ, и может быть использовано в изделиях ГА и других конструкциях из ПКМ.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях защитных устройств для различных антенн. Предложенный антенный обтекатель состоит из набора слоев высокопрочного стеклопластика, выполненных в виде отдельных секторов.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности, может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей. Способ соединения керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата предполагает выполнение в металлическом шпангоуте продольных сквозных пазов.

Способ по изобретению заключается в создании прочных тонких, механических поддерживающих структур для электромагнитного калориметра. Такими структурами являются ячеистые структуры из пропитанной эпоксидным связующим ткани из углеродного волокна. Техническим результатом, достигаемым при использовании способа по изобретению, является возможность изготовления механической структуры из углеродного волокна с высокой прочностью и точностью по толщине тонких стенок 20 мкм и плоскостности.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к разработке и производству радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов. Технический результат - повышение прочности узла соединения керамической оболочки с металлическим шпангоутом при теплопрочностных нагрузках и улучшение технологии изготовления.

,Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам преимущественно к широкополосным антенным обтекателям. Техническим результатом является повышение коэффициента прохождения и снижение искажений, вносимых обтекателем в поле падающей волны в широкой полосе частот.

Изобретение относится к способу изготовления термостойкого элемента корпуса сверхзвукового летательного аппарата (ЛА) и касается переднего радиопрозрачного обтекателя корпуса.
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.

Изобретение относится к области создания конструкций носовых антенных обтекателей ракет с оболочками, изготавливаемыми из жаростойких неорганических (керамических) материалов.

Изобретение относится к области авиационно-ракетной техники, преимущественно к конструкциям носовых радиопрозрачных обтекателей, являющихся укрытием от аэродинамического воздействия антенных устройств головок самонаведения (АУ ГСН).

Использование: область судостроения, а именно при разработке конструкций гидроакустических станций, и касается наружных форм и размеров обтекателя антенны. Сущность: разработана конструкция гибкого безреберного обтекателя антенны гидроакустической станции, конструкция которой содержит узел крепления, имеющий зону плавного перехода от участка локального усиления к остальной части оболочки обтекателя, выполненного в виде двух сужающихся пучков ткани. Технический результат: повышение прочности, сопротивляемость местным динамическим нагрузкам и улучшение акустических характеристик. 3 ил.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано при изготовлении радиоэлектронных устройств, в частности приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток. Технический результат - обеспечение возможности герметизации радиоэлектронного устройства, исключающей деформацию стенок его корпуса без существенных ограничений по их толщине. Достигается тем, что для герметизации металлического корпуса радиоэлектронного устройства герметично соединяют крышку с остальной частью корпуса. Откачивают воздух из внутреннего объема корпуса, заполняют его газообразной защитной средой через образованный для этого канал и осуществляют последующую герметизацию канала. Откачивание воздуха из внутреннего объема корпуса, заполнение его газообразной защитной средой и герметизацию канала осуществляют в камере, изолированной от внешней среды. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и касается изготовления антенных обтекателей скоростных ракет различных классов. Узел крепления керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата содержит металлический шпангоут, в котором равномерно по окружности по центру склейки выполнены продольные сквозные пазы, соединенный с керамическим обтекателем по сопрягаемым коническим поверхностям слоем эластичного клея, и уплотнительное кольцо. При этом пазы выполнены шириной, составляющей от 0,01 до 0,03 диаметра шпангоута, длиной от 2/3 до 5/6 длины склейки, а суммарная площадь пазов составляет от 6 до 10% площади склейки. Достигается повышение несущей способности обтекателя.

Изобретение относится к области радиотехники и касается разработки конструкций с пониженным коэффициентом отражения радиоволн для защиты плавающих средств от воздействия падающего излучения и внешних факторов окружающей среды. Устройство с пониженным коэффициентом отражения радиоволн в широком диапазоне частот согласно изобретению состоит из входного наружного слоя, обращенного в сторону падающего излучения, и выходного наружного слоя, причем входной наружный слой выполнен из материала с относительной диэлектрической проницаемостью от 3 до 5 и толщиной от 4 мм до 40 мм, а выходной наружный слой выполнен из электропроводящего материала толщиной не более 1 мм с поверхностным электрическим сопротивлением от 250 Ом до 400 Ом. Предлагаемое устройство с пониженным коэффициентом отражения радиоволн позволит снизить радиолокационную заметность объекта по сравнению с металлической поверхностью до 10 раз, а по сравнению с однослойным стеклопластиком толщиной от 4 мм до 40 мм - до 3 раз. 2 ил.

Использование: изобретение относится к области судостроения, а именно к способам изготовления обтекателей антенн гидроакустических станций, и касается вопросов их конструирования. Сущность: изготовление обтекателя гидроакустической станции по частям с последующим их соединением, при этом основную часть обтекателя (тело обтекателя) изготавливают методом намотки, согласно которому на форму в виде тела вращения, установленную на валу, наматывают ровинговые нити, пропитанные связующим, с образованием при этом в теле обтекателя на оси вращения в области его полюса технологического отверстия под вал, в которое, после его обработки, устанавливают полюсную часть обтекателя в виде заглушки, сформированную под давлением (отдельно от основной части обтекателя) из тех же армирующего материала и связующего с соблюдением той же плотности и направления укладки слоев и конструктивными параметрами, согласованными с параметрами конструкции тела обтекателя. Причем монтаж заглушки в отверстие в теле обтекателя гидроакустической станции состоит из комплекса мероприятий, позволяющих изготовить обтекатель с акустически благоприятной однородной структурой. Технический результат: повышение технологичности, в том числе снижение временных и трудозатрат, способа изготовления обтекателей гидроакустических станций, обеспечение однородности структуры и высоких акустических и прочностных свойств изготавливаемых обтекателей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх