Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 19
Текст из файла (страница 19)
двойная искривленная поверхность,.................... кромка и острие: простая кромка .. множественная кромка (и раз дифрагированная) острие .. разрывы непрерывных производных поверхности: вторая производная, л-я производная поверхностная волна.. о — Х~ Х.2 ). ) сопи сов о- х" )з о— о— Х2 т 2(ю — и ехр(-тх ж') о— о— о— Зеркальное отражение 1 Простая искривленная поверхность Угслковая конструкция Плоская поверхность Рассеяние на острие Рассеяние иа кромке Поверхностнал волна Рис. 2.22. Формирование рассеянного поля на телах разной формы 93 блюдения приводит к увеличению ЭПР в других секторах. Тем не менее выбор оптимальной формы цели может оказаться очень полезным средством снижения моностатической ЭПР, а следовательно, радиолокационной заметности по отношению к однопозиционной РЛС.
При этом бистатическая ЭП Р цели может возрасти. В высокочастотной области (когда размеры цели намного больше длины волны РЛС) форма поверхности цели влияет на характер рассеяния радиоволн (рис. 2.22) и частотную зависимость ЭПР: Для уменьшения ЭПР с уменьшением длины волны необходимо исключить вклад зеркального отражения. Для гладких плоских и искривленных поверхностей зеркальное отражение в обратном направлении сосредоточено в узком секторе углов облучения, содержащем нормаль к поверхности. Например, у прямоугольной пластины шириной ! м ширина основного лепестка нормированной диаграммы ЭПР по уровню -3 дБ при Х = 3,2 см составляет 0,4 .
Для двугранного уголкового отражателя, грани которого пересекаются под прямыми углами, этот сектор содержит биссектрису угла и существенно шире (около 30'). При тех углах обзора, для которых желательно уменьшить ЭП Р, необходимо, чтобы цели была придана форма вершины или кромки. С точки зрения уменьшения ЭПР идеальным является придание цели остроконечной, стреловидной формы относительно облучающей ее РЛС. Например, форма, отвечающая указанным требованиям, заложена в конструкции «летающее крыло» бомбардировщика В-2.
Для кораблей реализовать такие формы не представляется возможным. Особое место в уменьшении ЭПР за счет изменения формы корабля занимает устранение уголковых отражателей. Если рассматривать явление отражения от уголков геометрически, то каждый падаюгций луч отражается два или более раз и выходит из раскрыва точно вдоль того же направления, по которому он поступал. Следовательно, отклонение угла между отражающими поверхностями от прямого в сторону увеличения (превращение прямого угла в тулой) приведет к тому, что многократно отраженные лучи перестанут распространяться по направлению на облучающую РЛС.
При известных размерах отражающих плоскостей Ь и а, а также заданной величине уменьшения ЭПР я можно оценить требуемую оптимальную величину угла (я/2+ о) двугранного уголкового отражателя; я = (ЙЬяп о сову») ', или д = (Йаып аайп у») ~, где у, = агссга(Ь/а). Принцип действия радиопоглощающих покрытий (РПП) основан на превращении энергии падающих радиоволн в тепло. Теоретически падающий поток энергии может быть поглощен полностью, но практически часть энергии всегда рассеивается в окружающее пространство, в том числе и в обратном направлении.
Качество РПП оценивается обычно коэффициентом отражения, который определяется как отношение плотности потока энергии, рассеянной в обратном направлении, к плотности потока падающей энергии. При этом имеется в виду, что падение плоской волны на плоскую поверхность РПП, нанесенного на металлическую плоскость, происходит по нормали. Минимизация коэффициента отражения может быть достигнута несколькими способами. В согласованных РПП используется принцип «мягкого входа», когда электрические параметры мате- 94 риала РПП плавно изменяются по глубине от согласованных со свободным пространством до силыю поглощаюц~их вблизи металла.
В интерференционных РПП, имеющих слоистую структуру, используется принцип многократного отражения внутри слоев с поглощением и частичным противофазным гашением радиоволн. Во всех случаях для создания РПП используются материалы либо с диэлектрическими, либо с магнитными потерями. Диэлектрические потери связаны с возникновением токов проводимости и с диэлектрическим гистерезисом вещества, а магнитные — с магнитным гистерезисом вещества. Для снижения ЭПР объектов военной техники пригодными считаются интерференционные РП П, поскольку они могут иметь относительно небольшую толщину.
Минимальную толщину имеют однослойные РП П резонансного типа, обеспечивающие снижение ЭП Р в узком диапазоне длин волн. По мере расширения диапазонности РПП их толгцина возрастает изза увеличения числа слоев. Проектирование РПП вЂ” сложные материаловедческая и технологическая задачи, так как требует, с одной стороны, разработки радиоматериалов с заданными проницаемостями в определенном диапазоне длин волн, а с другой— разработки технологии многослойных структур с заданными физико-механическими параметрами. Применение РПП имеет свою специфику. Считаются давно и бесспорно установленными следующие особенности: применение РП П неэффективно на объектах, сравнимых или меньших длины волны РЛС; применение РПП неэффективно на цилиндрических объектах, радиус кривизны которых сравним или меньше длины волны; применение РПП неэффективно при падении радиоволн на РПП с направлений, существенно отличающихся от направления нормали к его поверхности.
Снижение ЭПР целей, размеры которых сравнимы с длиной волны или меньше нее, осуществляют с помощью реактивных нагрузок. Этот метод имеет отношение, например, к защите кораблей от загоризонтных РЛС, работающих в длинноволновой части дециметрового, а также в метровом и декаметровом диапазонах. Сущность его заключается в компенсации рассеянного поля путем размещения на поверхности металлического тела или вблизи нее линейных элементов (антенн) в виде металлических штырей, шлейфов, диполей и петель, а также щелей в металлических экранах с поглощающими или комплексными нагрузками. Часть падающей энергии поглощается нагрузками, а другая часть компенсируется противофазными токами в линейных элементах. Последнее равносильно частичному перераспределению рассеянной энергии по направлениям при уменьшении рассеяния в обратном направлении.
Как правило, снижение ЭПР носит резонансный характер. Диапазонность достигается увеличением поглощения в нагрузках и усложнением системы линейных элементов. 95 Увеличение ЭПР целей. Для увеличения ЭПР целей применяются пассивные радиолокационные отражатели. По типу конструкции различаются уголковые и линзовые отражатели, группы из уголковых отражателей и многоярусные решетки, отражатели- антенны и т.д. Уголковые отражатели обладают достаточно большой ЭПР. Например, максимальная ЭПР трехгранного уголкового отражателя с треугольными гранями равна 4ла'/(ЗХз), где а— размер ребра.
С целью расширения диаграммы ЭПР и получения всенаправленного отражения несколько таких отражателей объединяют в единую конструкцию. Группы из восьми уголковых отражателей (рис. 2.23) называются октаэдрами. Диаграмма ЭПР октаэдра носит интерференционный (изрезанный) характер. Среди линзовых отражателей наибольшее распространение получили линзы Люнеберга, часто используемые для повышения радиолокационной заметности яхт, маяков, буев. Их отличительной особенностью является всенаправленный характер отражения. Сферическая линза Люнеберга — диэлектрическая линза, коэффициент рефракции и которой определяется соотношением и = ~/2 — гз, где г — нормированный радиус линзы (равный ! на поверхности сферы), а ее диэлектрическая проницаемость е = 2 — г'.
Траектория распространения радиоволны в линзе Люнеберга (рис. 2.24) проходит по эллиптической орбите, ось которой образует угол 5/2 с осью линзы. Лучи концентрируются в точке Р на поверхности линзы и отражаются от металлического покрытия. Всенаправленную диаграмму ЭПР получают посредством нанесения на экватор линзы металлического отражающего пояса (рис. 2.25).
Небольшая часть падающих лучей отражается и рассеивается металлическим поясом. Остальные лучи, попадая на поверхность линзы, преломляются и фокусируются в точке Р. Сфокусирован- Рис. 2.23. Группа из восьми уголковых отражателей с треугольными гранями 96 Рис. 2.24. Линза Люнеберга ные лучи падают на внутреннюю поверхность металлического пояса, отражаются, снова проходят через внутреннюю часть линзы и распространяются в об- Р ратном направлении. В горизонтальной плоскости диаграмма ЭПР линзы близка к диаграмме ЭПР точечного изотропного отражателя.
Ширина диаграммы ЭПР в вертикальной плоскости зависит Рис 225 Лииза ЛюнебеР от ширины металлического отражающе- га с металлическим отраго пояса. Для пояса с центральным углом ф ширина диаграммы ЭПР в вертикальной плоскости составляет угол +ф/2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
