Противоотражающая покрывающая конструкция с дифракционной решеткой, использующая резонансные элементы

Авторы патента:


Противоотражающая покрывающая конструкция с дифракционной решеткой, использующая резонансные элементы
Противоотражающая покрывающая конструкция с дифракционной решеткой, использующая резонансные элементы
Противоотражающая покрывающая конструкция с дифракционной решеткой, использующая резонансные элементы
Противоотражающая покрывающая конструкция с дифракционной решеткой, использующая резонансные элементы
Противоотражающая покрывающая конструкция с дифракционной решеткой, использующая резонансные элементы
Противоотражающая покрывающая конструкция с дифракционной решеткой, использующая резонансные элементы
Противоотражающая покрывающая конструкция с дифракционной решеткой, использующая резонансные элементы

 


Владельцы патента RU 2617460:

ЕУРОПИАН АЭРОНОТИК ДЕФЕНС ЭНД СПЭЙС КОМПАНИ ИДС ФРАНС (FR)

Изобретение в целом относится к области отражения электромагнитных волн, в частности радиоволн, а еще точнее к области предотвращения влияния отражения радиоволн конструкциями, такими как фасады зданий, на пространство, окружающее данные конструкции. В частности, это относится к влиянию радиоволн, отраженных зданиями, расположенными в зонах аэропортов, на правильную работу радиоизмерительных систем. Дифракционное устройство для установки на фасад (11) здания или на любую другую отражающую стену, подверженную воздействию электромагнитного излучения, излучаемого источником, расположенным на расстоянии от здания, содержит множество трубчатых резонансных элементов (12), расположенных на фасаде указанного здания. Указанные резонансные элементы расположены по существу параллельным образом на фасаде (11) указанного здания с тем, чтобы формировать дифракционную решетку, и ориентированы в направлении, по существу перпендикулярном плоскости, заданной векторами распространения падающих и отраженных электромагнитных волн, причем каждый резонансный элемент (12) выполнен с возможностью образования индуктивно-емкостного (L-C) резонатора, выполненного с возможностью переизлучения волны, соответствующей падающей волне, подверженной сдвигу по фазе, а блок резонансных элементов расположен таким образом, что падающая волна отклонена в предпочтительном направлении. Преимущество дифракционной решетки, сформированной таким образом, заключается в том, что она не такая толстая, как существующие устройства. Общая конструкция является как более легкой, так и менее восприимчивой к деформации. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение в целом относится к области отражения электромагнитных волн, в частности радиоволн, а еще точнее, к области предотвращения влияния отражения радиоволн конструкциями, такими как фасады зданий, на пространство, окружающее данные конструкции. В частности, это относится к влиянию радиоволн, отраженных зданиями, расположенными в зонах аэропортов, на правильную работу радиоизмерительных систем.

При планировки зон аэропортов основной задачей является определение наилучшего размещения зданий, необходимого для работы служб аэропорта, с целью минимизирования непрямого влияния данного размещения на радиочувствительные области. Это происходит из-за того, что данные здания имеют большие фасады, которые действуют как отражатели радиоволн, передаваемых различными источниками передачи, расположенными вблизи зоны аэропорта или в ней. В некоторых случаях отражение фасадом здания радиопередачи, осуществляемой источником, который может быть как удаленным, так и не удаленным от этого здания, может вызывать большие проблемы, пока сигнал, принимаемый фасадом, отражается в направлении области, в которой он будет создавать помехи радиопередачам, проходящими в этой области. Это возникает, в частности, если здание, расположенное в области, относительно близкой к посадочной полосе, отражает в направлении посадочной полосы радиопередачу, полоса частот которой расположена в полосе, занятой передачами посадочной системы, в частности полосой, занятой «курсовым маяком» (обеспечивающим радиовыравнивание на оси посадочной полосы). Данное паразитное отражение, если оно достаточно сильное, может оказывать воздействие на сигнал курсового маяка и, следовательно, мешать выравниванию приземляющегося воздушного судна на оси посадочной полосы.

Вследствие наличия многочисленных радиоисточников, особенно самих антенн посадочной системы, проблема паразитных отражений от зданий является большой проблемой, которую обычно решают путем составления плана размещения, включая области, особенно те области, которые находятся относительно близко к посадочным полосам, в которых запрещено расположение любых конструкций значительного размера. Особенно принимая во внимание сосредоточенность городского развития и желание расположения зон аэропортов в относительной близи к городским областям, максимизация степени занимания зон аэропортов относительно площади поверхности становится все более необходимой. Таким образом, нахождение решения задач паразитных отражений радиосигналов в чувствительных направлениях становится важнее, чем когда-либо.

В соответствие с известным уровнем техники в данной области фасады зданий, которые могут случайно создать паразитные отражения в чувствительных направлениях, теоретически могут быть оборудованы заплаточными конструкциями, назначение которых заключается в создании, вместе со стеной, на которой они установлены, дифракционного устройства для отражения падающих волн, переданных внешними электромагнитными источниками, в предпочтительном направлении, которое не приводит к созданию помех в чувствительной области. Конструкция такого типа в целом состоит из проводящих удлиненных конструкционных элементов, расположенных так, чтобы образовывать ребра, разнесенные друг от друга в пространстве. Ребра обычно представляют собой трубчатые элементы, имеющие заданную толщину, такую, что между волной, отраженной напрямую от стены здания, и волной, отраженной ребрами, создается заданная величина смещения по фазе. Таким образом образуется брэгговская дифракционная решетка, обеспечивающая дифракцию падающих волн в желаемом направлении в соответствии со смещением по фазе, созданным ребрами дифракционного устройства.

В соответствии с длиной λ волны, чье отражение в заданном направлении необходимо предотвратить, ребра, формирующие покрытие, имеют заданную толщину h, которая может быть относительно большой, если волна имеет частоту порядка сотен МГц. Благодаря своим большим размерам, указанные элементы сложно разместить на поверхности фасада, особенно если элементы устанавливают после сооружения здания.

Кроме того, для обеспечения правильной дифракции падающих волн фасады, подверженные облучению, чье воздействие необходимо предотвратить, в большинстве случаев предпочтительно оборудованы ребрами, имеющими длину, по существу равную высоте фасада, или занимающими значительную часть верха фасада. Закрепление конструкционных элементов на фасаде таким образом создает большую нагрузку на фасад и производятся попытки минимизировать эту нагрузку, используя полые трубчатые конструкционные элементы. Однако данные элементы являются хрупкими, и их недостаток заключается в нехватке внутренней жесткости.

Таким образом, хорошо известные типы покрытий в уровне техники используют конструкционные элементы, установка которых на фасаде, который требуется оборудовать, относительно требовательная в свете их размера или, более конкретно, их общих размеров, и ввиду их веса, который поддерживается фасадом, и жесткости, получаемой в результате конструкции.

Одной задачей настоящего изобретения заключается создание альтернативной конструкции для формирования брэгговской дифракционной решетки. Данная конструкция образована из трубчатых конструкционных элементов, которые, для соответствующей полосы частот, имеют внутреннюю жесткость, которая больше, чем внутренняя жесткость элементов прямоугольного сечения, а также имеют по существу меньшую толщину и ширину по сравнению с толщиной и шириной элементов, формирующих известные конструкции.

Для этих целей, согласно настоящему изобретению, предложено дифракционное устройство для покрытия фасада здания или любой другой отражающей стены, подверженной воздействию электромагнитного излучения, передаваемого удаленным источником, содержащее: множество трубчатых резонансных элементов, расположенных с интервалами и по существу параллельным образом на фасаде здания с тем, чтобы формировать дифракционную решетку. Каждый резонансный элемент образует индуктивно-емкостный резонатор (LC резонатор), выполненный с возможностью переизлучения волны, соответствующей падающей волне, подверженной сдвигу по фазе. Данные резонансные элементы расположены на стене таким образом, что падающие волны отклонены в предпочтительном направлении. Резонансные элементы также ориентированы в направлении, по существу перпендикулярном плоскости, заданной векторами распространения падающих и отраженных волн.

В соответствии с конкретными вариантами реализации устройства шаг разнесения различных проводящих элементов определен как функция от длины λ волны и угла θ падения для того, чтобы формировать брэгговскую дифракционную решетку, создающую сдвиг по фазе падающей волны таким образом, что она отклонена в предпочтительном направлении.

Согласно настоящему изобретению, если источник электромагнитной передачи представляет собой удаленный источник, то расстояние между различными проводящими элементами является постоянным вдоль стены.

Согласно настоящему изобретению, если источник электромагнитной передачи расположен вблизи, расстояние между различными проводящими элементами является функцией от угла падения электромагнитной волны.

Согласно настоящему изобретению каждый резонансный элемент содержит трубку из проводящего материала, у которой стенка, которая задает внутреннюю полость, имеет продольное отверстие. Размеры и геометрия полости, заданной стенкой, а также ширина продольного отверстия, сформированного в этой стенке, заданы таким образом, что элемент, в терминах электромагнетизма, функционирует в качестве индуктивно-емкостного (L-C) резонатора с резонансной частотой F0 и шириной ΔF0 полосы.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, каждый резонансный элемент предпочтительно выполнен таким образом, что он имеет общие размеры, для которых обеспечена возможность их вписания в объем в форме параллелепипеда с заданными размерами с учетом механических нагрузок.

Согласно настоящему изобретению резонансные элементы, формирующие устройство, могут иметь сечения различных многоугольных форм, которые могут быть вписаны в прямоугольник, причем резонансные элементы имеют определенные значения емкости и индуктивности в соответствии с выбранным сечением.

В конкретном варианте реализации стенка резонансного элемента имеет сечение прямоугольной формы, одна из длин которой имеет разрыв, ограниченный двумя сегментами, которые по существу перпендикулярны указанной длине и концы которых направлены к внутренней части периметра.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, каждый резонансный элемент может быть выполнен для того, чтобы формировать множество смежных трубчатых полостей.

В конкретном варианте реализации, каждый резонансный элемент сформирован посредством множества смежных резонансных элементов, боковые стенки которых имеют электрический контакт друг с другом.

В конкретном варианте реализации внутренний объем резонансных элементов выполнен пустым.

В качестве альтернативы, в другом варианте реализации, полость, заданная стенкой резонансного элемента, заполнена диэлектрическим материалом, выбранным для того, чтобы усиливать жесткость элемента.

В соответствии с примером данного варианта реализации полость, заданная стенкой резонансного элемента, заполнена двумя наложенными друг на друга слоями из диэлектрического материала, причем в полости в области взаимодействия между указанными двумя слоями размещена проводящая полоска, обращенная к продольному щелевому отверстию, сформированному вдоль стенки.

В качестве альтернативы, в другом варианте реализации, полость, заданная стенкой резонансного элемента, заполнена непроводящим ферромагнитным материалом, выбранным для того, чтобы увеличивать ширину ΔF0 полосы и уменьшать частоту F0 резонансной полости.

В качестве альтернативы, в другом варианте реализации, полость, заданная стенкой резонансного элемента, заполнена диэлектрическим материалом, имеющим высокую диэлектрическую проницаемость ε, выбранную для того, чтобы уменьшить частоту F0 резонансной полости.

Характеристики и преимущества изобретения будут разъяснены в последующем описании, основанном на приложенных чертежах.

На фиг. 1 показан схематический вид всего устройства согласно изобретению.

На фиг. 2 показана эквивалентная диаграмма работы конструкционного элемента, формирующего устройство в соответствии с изобретением.

На фиг. 3-8 показаны различные варианты реализации устройства согласно изобретению.

На фиг. 9 показан вид, подчеркивающий преимущество настоящего изобретения относительно размера.

На фиг. 10 показано кривая, изображающая преимущества, получаемые при использовании устройства согласно изобретению.

На фиг. 1 и 2 показана общая конструкция устройства согласно изобретению. Как показано на фиг. 1, покрытие в соответствии с изобретением принимает форму расположения параллельных удлиненных конструкционных элементов 12, длина которых зависит от размеров стены 11, которую необходимо покрыть.

Конструкционные элементы 12 расположены на стене 11 так, чтобы формировать дифракционную решетку, имеющую шаг d. В соответствии с изобретением, шаг d разнесения различных конструкционных элементов обычно определяется как функция длины λ волны и угла θ падения, так чтобы создать дифракционную решетку, создающую сдвиг по фазе падающей волны таким образом, что она оказывается отклонена в предпочтительном направлении. В зависимости от того, рассматривается источник радиопередачи, принимаемой стеной, как удаленный источник или нет, шаг d является постоянным шагом, как показано на фиг. 1, или шаг изменяется как функция локального угла падения электромагнитной волны.

Конструкционные элементы 12 также расположены на стене 11 так, чтобы быть ориентированными в направлении, по существу перпендикулярном плоскости, заданной векторами распространения падающих и отраженных волн. Таким образом, в конкретном случае фасада здания конструкционные элементы расположены вертикально.

В соответствии с изобретением каждый конструкционный элемент 12 является проводящим элементом в виде полого цилиндра или трубки многоугольной формы, имеющим плоскую поверхность 15, посредством которой он прикреплен к стене 11, при этом стенка трубки, на противоположной поверхности 13, снабжена продольным щелевым отверстием 14, имеющим заданную ширину е. Конструкционные элементы 12 выполнены из проводящего материала таким образом, что они формируют индуктивно-емкостный контур (L-C контур) с распределенными постоянными L и С (индуктивность и емкость). Индуктивность L формируется самой стенкой трубки и является функцией области, ограниченной стенкой трубки, в то время как емкость С формируется щелевым отверстием 14 и полостью 21.

Размеры стенки трубки также задаются таким образом, что значения индуктивности L и емкости С обеспечивают возможность формирования эквивалентного резонансного контура, имеющего резонансную частоту F0 и ширину ΔF0 полосы, заданные известным способом следующими отношениями:

и

Относительно работы, каждый резонансный элемент выполнен или сконструирован так, что когда он облучен падающей радиоволной, он вырабатывает радиоволну той же частоты, но подверженную сдвигу по фазе таким образом, что комбинация волн, отраженных различными конструкционными элементами 12, и волн, прямо отраженных частями стены 11, расположенными между данными конструкционными элементами, формируют волну, отклоненную в желаемом направлении.

Устройство в соответствии с изобретением, таким образом, действует как обычная брэгговская дифракционная решетка, содержащая легкопроводящие конструкционные элементы. Что касается размеров, однако, конструкционные элементы, составляющие устройство, могут быть использованы для формирования покрытия, которое преимущественно легче в установке на стене, в частности на стене здания.

В отличие от размеров проводящих элементов, формирующих обычную дифракционную решетку, это происходит из-за того, что размеры резонансных элементов, которые формируют устройство в соответствии с изобретением, не зависят напрямую от разности пути, которую необходимо создать между волной, отраженной от самой стены 11, и волной, отраженной конструкционным элементом, для получения желаемой дифракции, а зависят от значений емкости и индуктивности, которые необходимо получить.

Следовательно, для того же результата, иными словами, для того же сдвига по фазе между волнами, отраженными самой стеной 11, и волной, отраженной конструкционными элементами, размеры резонансных элементов по существу меньше, чем размеры простых проводящих элементов.

На фиг. 9 показано данное конструкционное преимущество посредством изображения соответствующих размеров конструкционных элементов, формирующих две дифракционных решетки, предназначенные для управления волной, отраженной стеной, облученной под углом приблизительно 25° радиоволной, имеющей частоту приблизительно 100 МГц, переданной удаленным источником, иными словами, источником, расположенным на расстоянии от стены таким образом, что волна, принятая фасадом 10 здания, является плоской волной (зона Фраунгофера). В обоих случаях рассматриваются решетки, сформированные конструкционными элементами прямоугольного сечения. Первая дифракционная решетка 91 является обычной дифракционной решеткой, сформированной простыми проводящими элементами, тогда как вторая дифракционная решетка 92 является устройством в соответствии с настоящим изобретением, сформированной резонансными элементами 12. Как можно увидеть на фигуре, достигается одинаковый результат, а именно получение волны со сдвигом по фазе, при размерах резонансных элементов 12, существенно меньших, чем размеры простых проводящих элементов.

Такие размерные характеристики обеспечивают два преимущества. Первое преимущество относится к эргономике и состоит в том, что после установки на стену дифракционное устройство по настоящему изобретению выглядит менее выступающим и менее закрывающим, так что, если стена является фасадом с окнами, внешний свет легче проникает в здание. Второе преимущество относится к механике и состоит в том, что, так как резонансные элементы имеют меньшие размеры, менее острой является проблема их внутренней жесткости и их возможной деформации под воздействием их собственного веса, когда они установлены на стену 11, которую необходимо покрыть.

Далее описаны различные примеры вариантов реализации резонансных элементов, формирующих устройство в соответствии с настоящим изобретением, в котором конструкционные элементы имеют сечение различных форм. Эти различные примеры вариантов реализации описаны с целью демонстрации того, что для заданных общих размеров обеспечена возможность получения резонансных элементов, имеющих различные резонансные частоты F0 и ширины ΔF0 полос.

Для ясности сравнительных преимуществ различных вариантов, рассматриваемые здесь конструкционные элементы являются конструкционными элементами, сечение которых формирует четырехугольники, которые могут быть вписаны в один и тот же прямоугольник, имеющий заданную длину w и ширину h. Следует отметить, что примеры вариантов реализации, описанные ниже, никаким образом не ограничивают форму, назначение или объем изобретения.

В соответствии с первым простым примером варианта реализации каждая трубка имеет, как показано на фиг. 2, прямоугольное сечение с двумя прямолинейными противоположными более длинными сторонами 23 и 25, имеющими длину w, соответствующими соответственно внутренней поверхности 15 и внешней поверхности 13, и двумя более короткими сторонами 26 с длиной h, соответствующими боковым поверхностям 16. Сторона 13 также имеет разрыв 24, соответствующий щелевому отверстию 14. В данном примере варианта реализации значение индуктивности L в основном определяется областью, заданной стенкой трубки. Что касается значения емкости С, оно определяется шириной щелевого отверстия 14, которая соответствует, на виде с сечением, разрыву 24 и размерами внутреннего пространства, ограниченного стенкой элемента (см. фиг. 2-b).

В соответствии со вторым примером варианта реализации каждый резонансный элемент имеет сечение, такое как показано на фиг. 3, в котором стенка элемента 12 имеет, вдоль щелевого отверстия 14 соответствующий разрыв 24 в сечении, два края, изогнутых внутрь под 90° и направленных друг к другу, показаны двумя сегментами 31 и 32 одинаковой длины. Эти два края имеют длины, заданные так, чтобы увеличивать значение емкости С относительно емкости из предыдущего примера, и для того, чтобы данная емкость С меньше зависела от размера полости (плоский конденсатор).

В соответствии с третьим примером варианта реализации, показанным на фиг. 4, используемые резонансные элементы 12 имеют прямоугольное сечение, одна из длин которых имеет разрыв 24, соответствующий щелевому отверстию 14. Однако полость 17, заданная стенкой резонансного элемента 11, вмещает внутренний выступ 41, прикрепленный к лицевой поверхности стенки 15, противолежащей стенке 13, включая щелевое отверстие 14, и формирующий ребро 41, выступающее внутрь полости.

В данном примере варианта реализации данное ребро 41 имеет сечение Т-образной формы, поперечина которого проходит параллельно длинам 23 и 25 прямоугольника, соответствующего указанному сечению элемента. Оно выполнено и расположено в полости таким образом, что поперечина Т-образного сечения расположена таким образом, что ее поверхность обращена в сторону разрыва 24 на расстоянии, заданном как функция ожидаемой резонансной частоты F0 и ширины ΔF0 полосы. Такая конфигурация преимущественно обеспечивает увеличение существенное емкости С без каких-либо существенных изменений значения индуктивности L.

В соответствии с четвертым примером варианта реализации, показанным на фиг. 5, полость используемых резонансных элементов 12 не просто содержит наружный воздух, а заполнена диэлектрическим материалом 51, который, в свою очередь, по сути, служит для усиления механической жесткости элемента. Данный вариант, в частности, является преимущественным, если используемый элемент является очень длинным относительно размеров стены, которую необходимо покрыть.

Следует отметить, что в данном примере варианта реализации материал, размещенный в полости, также имеет иные электромагнитные свойства. Следовательно, посредством использования материала, имеющего диэлектрическую проницаемость εr, можно увеличить значение емкости С без изменения размеров полости или формы стенки. Посредством использования материала с высокой проницаемостью μr, наоборот, можно увеличить значение индуктивности L без внесения каких-либо других изменений.

Также стоит отметить, что данный пример варианта реализации может быть связан со всеми предыдущими примерами. Он может, в частности, включать расположение материала продольной полоски 52, расположенной так, что она направлена в сторону щелевого отверстия 14. Таким образом получается излучающий элемент в соответствии с четвертым вариантом реализации, описанным выше.

В соответствии с пятым примером варианта реализации, показанным на фиг. 6, щелевое отверстие 61 сформировано на одной из боковых сторон 16 резонатора, блок удерживается на месте соответствующей диэлектрической механической конструкцией, которая не показана на фигуре для ясности. Элемент 62, имеющий высокую собственную индуктивность, также расположен в полости 17 и электрически соединен каждым из концов 63 и 64 с двумя краями 65 и 66 щелевого отверстия 61. Следовательно, индуктивность индуктивно-емкостного контура увеличена, что приводит к уменьшению его резонансной частоты F0 и увеличению его ширины ΔF0 полосы.

Что касается конструкции, элемент 62 может состоять из одиночного блока, проходящего по всей длине полости 17, или, как показано на фиг. 6, может состоять из множества элементов, которые соединены своими концами с краями щелевого отверстия 61.

В соответствии с шестым примером варианта реализации, показанным на фиг. 7, каждый резонансный элемент имеет щелевое отверстие 61, сформированное на одной из боковых поверхностей 16 резонатора, вместе с отдельными элементами 71 индуктивности, которые предпочтительно распределены по всей длине щелевого отверстия и каждая из которых имеет свои выводы, соединенные с двумя краями 65 и 66 щелевого отверстия 61. Как и в предыдущем случае, такая конфигурация увеличивает индуктивность индуктивно-емкостного контура, что приводит к уменьшению его резонансной частоты f0 и увеличению его ширины Δf0 полосы. Кроме того, в качестве необязательного условия, каждый резонансный элемент может иметь отдельные емкостные элементы 72, которые посажены, предпочтительно, вдоль всего щелевого отверстия 14 и выводы которых соединены с краями этого щелевого отверстия.

В соответствии с седьмым примером варианта реализации, показанным на фиг. 8, каждый резонансный элемент, составляющий устройство в соответствии с изобретением, состоит из двух или более простых резонансных элементов 11, описанных выше. Каждый простой резонансный элемент выполнен так, чтобы иметь заданную резонансную частоту F0 и заданную ширину ΔF0 полосы, F0 и ΔF0 в целом одинаковые для всех связанных резонансных элементов.

Данное расположение смежных резонансных элементов, настроенных на одинаковую частоту F0, имеют значительное преимущество, заключающееся в увеличении мощности, переизлученной резонансным элементом, при условии, что известным образом значение переизлученной мощности зависит по большей части от размеров (в частности, от ширины w) поверхности резонансного элемента, который содержит щелевое отверстие 14. Следовательно, посредством соединения двух или более простых резонансных элементов мощность, повторно переданная устройством, по существу возрастает без каких-либо значительных изменений рабочих параметров самого резонансного контура.

В простом варианте реализации, показанном на фиг. 8, конструкционные элементы, сформированные таким образом, могут быть выполнены из единичных трубчатых конструкций 81 с прямоугольным сечением, внутренняя полость которых разделена на простые полости 82 промежуточными частями 83, каждая простая полость 82 снабжена продольным щелевым отверстием, представленным разрывами 84 на виде в разрезе по фиг. 7.

Следовательно, как можно обобщить из вариантов реализации, описанных ранее, устройство в соответствии с настоящим изобретением, для конструирования покрытий стены, подверженной радиопередаче, отражение которой в заданном направлении необходимо предотвратить, предлагает решение, которое является преимущественной альтернативой, относительно как установки, так и работы, использованию дифракционных решеток с простыми проводящими конструкционными элементами в соответствии с уровнем техники.

На фиг. 10 показаны, в единой системе координат (угол обзора и эквивалентная поверхность стены), эквивалентные радарные поверхностные кривые для стены, сформированной фасадом здания, относительно трех состояний, а именно первого состояния (кривая 101), соответствующего голой стене, второго состояния (кривая 102), соответствующего стене, покрытой дифракционной решеткой, известной из уровня техники, и третьего состояния (кривая 103), соответствующего стене, покрытой устройством в соответствии с настоящим изобретением. Как видно из фигуры, хотя оно и менее эффективно, чем устройства из уровня техники (кривая 102), устройство в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает возможность уменьшения эквивалентной поверхности стены до значительной степени. Оно, таким образом, обеспечивает возможность уменьшения уровня помех, вызванных отражением нежелательных радиоволн на значительную величину, в тоже время, имея преимущество, заключающееся в значительно меньших общих размерах, чем устройства, известные из уровня техники, тем самым делая устройство, в частности, менее громоздким и более легким в установке.

1. Дифракционное устройство для установки на фасаде (11) здания или на любой другой отражающей стене, подверженной воздействию электромагнитного излучения, передаваемого источником, расположенным на расстоянии от здания, содержащее:

множество трубчатых резонансных элементов (12), расположенных на фасаде указанного здания,

отличающееся тем, что

указанные резонансные элементы расположены по существу параллельным образом на фасаде (11) указанного здания с тем, чтобы формировать дифракционную решетку, и ориентированы в направлении, по существу перпендикулярном плоскости, заданной векторами распространения падающих и отраженных электромагнитных волн, причем каждый резонансный элемент (12) выполнен с возможностью образования индуктивно-емкостного (L-C) резонатора, выполненного с возможностью переизлучения волны, соответствующей падающей волне, подверженной сдвигу по фазе, причем блок резонансных элементов расположен таким образом, что падающая волна отклонена в предпочтительном направлении.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шаг d разнесения различных проводящих элементов (12) определен как функция от длины λ волны и угла θ падения для того, чтобы формировать брэгговскую дифракционную решетку, создающую сдвиг по фазе падающей волны таким образом, что она отклонена в предпочтительном направлении.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник электромагнитной передачи представляет собой удаленный источник, а расстояние d между различными проводящими элементами (12) является постоянным.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник электромагнитной передачи расположен вблизи, а расстояние d между различными проводящими элементами представляет собой функцию от локального угла падения электромагнитной волны.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый резонансный элемент (12) сформирован трубкой из проводящего материала, у которой стенка, которая задает внутреннюю полость (17), имеет продольное отверстие (14), причем размеры и геометрия полости (17), заданной стенкой, а также ширина продольного отверстия (14), сформированного в этой стенке, заданы таким образом, что элемент (12), в терминах электромагнетизма, функционирует в качестве индуктивно-емкостного (L-C) резонатора с резонансной частотой F0 и шириной ΔF0 полосы.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что каждый резонансный элемент (12) выполнен таким образом, что он имеет общие размеры, для которых обеспечена возможность их вписания в объем в форме параллелепипеда с заданными размерами с учетом механических нагрузок.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что стенка резонансного элемента (12) имеет сечение прямоугольной формы, одна из длин которого имеет разрыв (24), соответствующий продольному щелевому отверстию (14), сформированному вдоль стенки.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что полость (17), заданная стенкой резонансного элемента (12), вмещает внутренний выступ (41), прикрепленный к внутренней поверхности указанной стенки и формирующий ребро, которое имеет сечение Т-образной формы, поперечина которого проходит параллельно длинам прямоугольника, причем ребро (41) выполнено и расположено внутри полости (17) таким образом, что поперечина Т-образного сечения расположена с обращением в сторону отверстия (24), выполненного в одной из длин прямоугольника на определенном расстоянии, заданном как функция от частоты F0 и ширины ΔF0 полосы.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что стенка резонансного элемента (12) имеет сечение прямоугольной формы, одна длина которой имеет разрыв, ограниченный двумя сегментами (31, 32), которые по существу перпендикулярны указанной длине и концы которых направлены к внутренней части периметра.

10. Устройство по п. 5 или 8, отличающееся тем, что полости (17), заданные стенками резонансных элементов, заполнены диэлектрическим материалом (51), выбранным для того, чтобы усиливать жесткость резонансных элементов.

11. Устройство по п. 5 или 8, отличающееся тем, что полости (17), заданные стенками резонансных элементов (12), заполнены двумя наложенными друг на друга слоями из диэлектрического материала, выбранного для того, чтобы усиливать жесткость резонансных элементов, причем в каждой полости (17) в области взаимодействия между указанными двумя слоями размещена проводящая полоска (52), обращенная к продольному щелевому отверстию (14), сформированному вдоль стенки.

12. Устройство по п. 5 или 8, отличающееся тем, что полости (17), заданные стенками резонансных элементов, заполнены непроводящим ферромагнитным материалом, выбранным для того, чтобы увеличивать ширину ΔF0 полосы и уменьшать частоту F0 резонансных элементов.

13. Устройство по п. 5 или 8, отличающееся тем, что полости (17), заданные стенками резонансных элементов, заполнены диэлектрическим материалом, имеющим высокую диэлектрическую проницаемость ε, выбранную для того, чтобы уменьшать резонансную частоту F0 резонансных элементов.

14. Дифракционное устройство для установки на фасаде (11) здания или на любом другом участке, подверженном воздействию электромагнитного излучения, передаваемого удаленным источником, отличающееся тем, что оно содержит множество трубчатых резонансных элементов (12), расположенных с интервалами по существу параллельным образом на фасаде (11) здания с тем, чтобы формировать дифракционную решетку, причем каждый резонансный элемент (12) сформирован посредством множества смежных резонансных элементов по любому из пп. 1-13, боковые стенки которых находятся в электрическом контакте.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике. При изготовлении многослойного антенного рефлектора термоформируют тыльную и отражающую обшивки, выполненные из слоев волокнистого наполнителя на оправке, осуществляют соединение обшивок через заполнитель и их отверждение.

Отражатель электромагнитных волн для калибровки устройства радиолокационных систем образован соединением поверхностей минимум трех проводящих прямых круговых цилиндров с одинаковым радиусом основания и разной длиной образующих, лежащих в одной плоскости.

Радиолокационная антенна содержит минимум один излучатель, работающий в заданной полосе рабочих частот, размещенные перед излучателями в одной плоскости устройства частотной селекции с полосовыми характеристиками, позволяющими пропускать электромагнитное излучение в полосе рабочих частот, а за пределами этой полосы - отражать.

Складной параболический рефлектор содержит гибкие ребра, обтянутые сетеполотном. Гибкие ребра выполнены из материала с двойной термомеханической памятью формы для заданных крайних значений температуры при эксплуатации рефлектора.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике. Технический результат - снижение уровня боковых лепестков парциальных диаграмм направленности и повышение надежности работы антенны при одновременном упрощении конструкции отражателя.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат заключается в уменьшении эффективной площади рассеяния антенны в полосе ее рабочих частот.

Изобретение относится к устройствам типа чок-ринг, используемым в глобальных навигационных спутниковых системах (ГНСС) для борьбы с многолучевостью. Технический результат - уменьшение веса устройства при сохранении прочности и устойчивости конструкции к вибрационным нагрузкам.

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.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шарнирным соединениям, и преимущественно может быть использовано в развертываемых стержневых конструкциях каркасов параболических антенных рефлекторов, применяемых, например, в космической технике.

Изобретение относится к развертываемому крупногабаритному антенному рефлектору. .
Наверх