см.

Если в целом рассматривать вклад антенного комплекса на примере ЛА, то антенн, которые вносят значительный вклад в ЭПР не так много, как правило, 1–5, если брать ЛА. Другие же антенны имеют маленькие значения (от 0,01 до 1 ), но обладают большой шириной ДОР. На рис. 1.2 можно будет увидеть ДОР линейной вибраторной антенны.



Рисунок 1.1 ДОР однозеркальной параболической антенны диаметром 0,6 м и фокусным расстоянием 0,2 м, измеренная на волне длинной см при горизонтальной поляризации измерительной РЛС



Рисунок 1.2 ДОР расположенной вертикально линейной вибраторной антенны при вертикальной поляризации сигнала измерительной РЛС

1 – в азимутальной плоскости; 2 – в угломестной плоскости; 3 – линейная вибраторная антенна

Таким образом, зная величины, вкладываемые теми или иными антенными комплексами в ЭПР объекта (в данном примере – ЛА) возникает необходимость в разработке методов по уменьшению радиолокационной заметности антенн. К сожалению, полного устранения заметности добиться невозможно ни для одного из существующих объектов, имеющих радиотехническое оснащение.

Возможно лишь несколько уменьшить возможности их обнаружения разведывательными РЭК, если покрыть материалами, с помощью которых можно поглощать энергию ЭМВ или применять малоотражающие формы. Однако ощутимый результат даст только снижение ЭПР объекта. Так, уменьшение ЭПР в 16 раз способствует сокращению обнаружения объекта в 2 раза.

Снизить радиолокационную заметность можно несколькими способами:

1. Устранением явлений уголковых отражений и увеличения энергии, которая переизлучается в других направлениях. Реализовать это можно с помощью выбора специальной формы объекта.

2. Использовать специальный радиопоглощающий материал. На практике этот тип снижения заметности можно использовать лишь узконаправленно. Известно, что толщина такого материала должна составлять не менее

---

сигнала излученного РЛС на объект. В зависимости от длины волны, от которого зависит толщина материала.

3. За счет увеличения доли энергии, которая переизлучается в пространство на кратных или комбинированных гармониках зондирующего сигнала и соответственном снижении доли энергии, излучаемой на основных гармониках. Такой прием реализуется с помощью встраивания в отражающую поверхность нелинейных (например, полупроводниковых) участков и является дорогостоящим и сложным в реализации. В связи с этим на практике пока такой метод применения не нашел.

Излучатель с большой мощностью, может определить не только наличие какого-либо объекта, но и его геометрическую форму. В связи этим можно понять, что ЭПР объекта зависит напрямую от его размеров. Чем больше объект, тем с большей вероятностью его обнаружат. Недостатками радиотехнических объектов, в состав которых входят антенные системы, является большая ЭПР. Для примера в таблице 1.1 приведены средние значения ЭПР известных объектов.

Таблица 1.1

Средние значения ЭПР

Радиолокационная цель	ЭПР,
Истребитель	3–5
Транспортный самолет	до 50
Транспорт малого тоннажа	150
Транспорт среднего тоннажа	7500
Транспорт большого тоннажа	15000
Крейсер	14000
Катер	100
Человек	0,8-1

Такие цели имеют сложную конфигурацию и состоят из множества различных отражателей. Плоские части объектов отражают всю энергию, что приводит к зеркальному, либо диффузному отображению; выпуклые участки выглядят как «блестящие» точки. К последним относится простая форма – шар (сфера), которая имеет минимальную отражающую поверхность. На рис. 1.3 можно увидеть диаграммы ЭПР различных объектов.



Рисунок 1.3 Диаграммы рассеяния различных объектов

---

Сигнал, отраженный от сложной точечной цели, образуется путем векторного сложения большого числа элементарных сигналов от каждого из элементов цели. Поэтому диаграмма рассеяния реальной цели оказывается многолепестковой, а ЭПР носит сильно флюктуирующий характер. При этом даже незначительные отклонения направления наблюдения (на 0,5 – ) приводят к большим изменениям их ЭПР [3]. Для наглядности многолепестковой диаграммы рассеяния можно обратиться к рис. 4.



Рисунок 1.4 Круговые диаграммы мгновенной ЭПР при зондировании на частоте 3 ГГц

Флюктуации ЭПР являются следствием модуляции отраженного от цели сигнала, которая обусловлена следующими причинами:

- движением цели относительно РЛС;

- изменением пространственной ориентации цели относительно РЛС, связанной со случайными рысканиями цели по курсу, тангажу или крену;

- наличием вращающихся элементов конструкции цели (например, лопастей винтов или лопаток турбин у двигателей воздушных целей);

- вибрациями элементов конструкции цели при ее движении;

- случайными изменениями условий радиолокационного наблюдения цели и энергетического потенциала РЛС (например, неоднородность атмосферы, неустойчивость работы приемных и передающих устройств и т. д.).

В связи с флюктуирующим характером ЭПР реальных целей для практических расчетов максимальной дальности действия РЛС пользуются их средними (медианными) значениями. Средние значения ЭПР образуются в результате усреднения значений ЭПР, полученных экспериментально при разных ракурсах цели, значения которых приведены в таблице 1.1.

В своем определении ЭПР по Сколнику – это количественная мера отношения плотности мощности сигнала, рассеянного в направлении приемника, к плотности мощности радиолокационной волны, падающей на цель с учетом их векторных свойств [4].

, (1.1)

‒ величина электрической составляющей падающего электромагнитного поля;

‒ величина электрической составляющей рассеянного электромагнитного поля, замеренная гипотетическим наблюдателем;

---

R ‒ расстояние от цели до гипотетического наблюдателя.

Для снижения заметности применяются различные способы маскировки. В частности, антенны и комплексы покрывают различными материалами или внедряют в саму антенну конструкции, снижающие ЭПР комплекса. ЭПР является условной величиной для выражения количественной оценки отражающих свойств любой радиолокационной цели и рассчитывается по формуле:

, (1.2)

P2 — мощность вторичного излучения (поток энергии электромагнитной волны, рассеянный при падении на цель);

П1 — плотность потока энергии, исходящей от источника облучения;

D — коэффициент направленного действия отражающего объекта.

Всем, сказанным выше, подчеркивается актуальность в области разработок снижения ЭПР различных радиотехнических объектов. В данной работе будут рассмотрены методы по уменьшению ЭПР для частного случая, а именно – антенных систем.

1.2 Методы снижения ЭПР антенных систем

Имеется большое число публикаций, посвященных исследованию механизма формирования вторичного электромагнитного поля, создаваемого антенными системами [5], и описанию предложений по уменьшению заметности этих систем [6, 7, 8]. Анализ и обобщение известных методов и средств уменьшения вторичного электромагнитного поля, создаваемого антеннами, позволил сформулировать концепцию снижения радиолокационной заметности антенн. Согласно этой концепции, первое направления по уменьшению радиолокационной заметности связано с сокращением общего числа антенн, которые могут находиться на объекте. Этого можно достичь, используя конформные универсальные антенные многофункциональные решетки, которые одновременно могут решать самые различные задачи, в том числе радиолокационное сканирование, радиоэлектронное противодействие, радиосвязь и т. д.

Идея второй группы методов уменьшения ЭПР состоит в искусственном ухудшении характеристик антенн в нерабочие промежутки времени (между излучением и приемом сигналов или на тот период времени, когда потребность получения и передачи информации отсутствует) посредством изменения свойств прохождения или отражения электромагнитной волны за счет прикрытия антенн электрически управляемыми во времени средами или электрически поворачиваемыми металлическими экранами. В рабочие промежутки времени рабочие характеристики антенн восстанавливаются. Вполне очевидно, что электрически управляемые среды менее инерционны, чем металлические экраны, и позволяют реализовать высокие частоты переключения электрических характеристик. Сигнал о необходимости ухудшения отражательных характеристик может подаваться от системы автоматического сопровождения бортовой РЛС или по другой команде.

---

И, наконец, третья группа методов объединена идеей миниатюризации антенн при сохранении их основных рабочих характеристик. В результате за счет уменьшения габаритов антенн мощность вторичного излучения существенного падает, что делает этот метод наиболее эффективным на фоне других.

Рассмотрим теперь по материалам зарубежной и отечественной открытой печати практические реализации описанных выше методов и средств уменьшения радиолокационной заметности антенн [9].

Известен способ уменьшения ЭПР апертурных антенн, состоящий в том, что перед антенной устанавливают экран в виде металлической поверхности в форме конуса с прорезанными щелями. Этот экран пропускает волну с частотой и поляризацией собственной РЛС и отражает как металл волны других частот и поляризаций.

Недостатком способа и устройства его реализации является то, что ЭПР снижается только на других поляризациях и частотах, отличных от поляризации и частоты собственной РЛС. Несмотря на утверждение авторов, что при этом общая ЭПР может быть снижена на 30 дБ, очевидно, что даже при 100%-ном рассеянии сигнала ортогональных поляризаций в полосе рабочих частот собственной РЛС ЭПР антенны может быть снижена максимально на 3 дБ.

Известен способ уменьшения ЭПР апертурных антенн, состоящий в том, что под обтекателем антенны создают плазменный экран, по форме совпадающий с обтекателем. При электронной концентрации внутри обтекателя выше некоторой критической в определенной полосе частот ЭПР антенны может быть значительно снижена [10].

Недостатком этого способа является то, что в рабочей полосе частот собственной РЛС ЭПР антенны не снижается, а второй весомый недостаток заключается в высоком электропотреблении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ уменьшения ЭПР антенных систем, состоящий в выполнении обтекателя или экрана, располагаемых перед антенной в виде управляемой слоистой среды, содержащей в произвольном порядке чередуемые между собой неуправляемые и управляемые слои, а также проводящий экран. Неуправляемые слои — это слои однородных диэлектриков или двумерно-периодические решетки проводящих элементов (полосок или стержней). Управляемые слои — это двумерно-периодические решетки проводящих элементов (полосок или стержней), в разрывы которых включены управляемые элементы - полупроводниковые диоды, сегнетокерамические конденсаторы, нелинейные емкости или нелинейные индуктивности. Управляемые слои могут быть

---

Смотрите также файлы

• Основные формы бытия.doc

• Торт Манголайм.docx

• Если человек в школе не научится творить, то и в жизни он будет только подражать и копировать.ppt

• Министерство науки.docx

• Имбирный торт.docx