РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H01Q15/08 

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиолокационным отражателям.

Изобретение может быть использовано в радиолокации.

Известен радиолокационный трехгранный уголковый отражатель (В.О. Кобак, под ред. О. Н. Леонтьевского "Радиолокационные отражатели", Сов. радио, М. 1973 г.).

Трехгранный уголковый отражатель состоит из трех плоских взаимно перпендикулярных металлических или металлизированных граней, обычно одинаковых по размерам и форме. Внутренние поверхности граней, если они достаточно велики по сравнению с длиной волны, образуют систему из трех зеркал. При падении на них пучка лучей после трехкратного отражения формируется пучок лучей, распространяющийся в направлении, обратном направлению падения. Для уголкового отражателя величина угла, в котором эффективная поверхность рассеяния (ЭПР) снижается до половины от своего максимального значения, равна 42^o, а телесный угол соответственно равен 0,13 π стерадиан (при этом предполагается, что уголковый отражатель вписывается в сферу, радиус которой равен радиусу линзового отражателя).

Недостатком уголкового отражателя является низкая (в 4,2 раза) величина эффективной поверхности рассеяния в сравнении с отражателем на основе сферической слоистой диэлектрической линзы Люнеберга.

Для линзового отражателя величина угла, в котором эффективная поверхность рассеяния снижается до половины от своего максимального значения, равна 90^o, а телесный угол соответственно равен 0,6 π стерадиан, что больше величины телесного угла для уголкового отражателя в 4,6 раза.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявленному решению является отражатель на основе пятнадцатислойной линзы Люнеберга с фокусом на ее поверхности, причем каждый слой линзы выполнен из однородного диэлектрика и имеет свой коэффициент преломления (патент США N 3055005, кл. H 01Q 15/08, 1962 г.).

Однако недостатком данного отражателя является сложность конструкции линзы, заключающаяся в наличии большого числа, а именно пятнадцати, слоев, которые необходимо изготавливать с большой точностью.

Сущность изобретения заключается в упрощении конструкции при максимальной эффективности поверхности рассеяния.

Указанный результат достигается тем, что предлагаемая линза Люнеберга содержит всего четыре слоя, каждый из которых выполнен из однородного диэлектрика, при этом показатель преломления n_i каждого слоя определяется из соотношения n_i 1,19 + 0,09•(i 1), где i номер слоя, i 1, 2, 3, 4, а значение относительных внешних радиусов слоев линзы R_i определяется из соотношения R_i 0,97 0,173•(n_i 1,1)•(20•n_i 21,1), при этом относительный внешний радиус первого слоя принят равным 1. Значения R_i и n_i соответствуют максимальной эффективности поверхности рассеяния отражателя на основе четырехслойной линзы Люнеберга при 2R_i/λ ≅ 10.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами. На фиг. 1 представлен отражатель на основе четырехслойной линзы Люнеберга. На фиг. 2 приведена зависимость изменения коэффициента преломления n от относительного радиуса.

На фигурах введены обозначения: 1 четырехслойная линза Люнеберга, 2 - металлический экран, 3 ход лучей в отражателе, F фокус линзы Люнеберга.

Отражатель содержит сферическую линзу 1, выполненную из четырех слоев, каждый из которых имеет внешний радиус R₁, R₂, R₃, R₄ и выполнен из однородного диэлектрика с коэффициентом преломления n₁, n₂, n₃, n₄, и металлический экран 2, расположенный на поверхности линзы.

Принцип работы отражателя сводится к следующему. При падении на четырехслойную линзу Люнеберга плоской волны лучи, пройдя через линзу, сходятся в ее фокусе F, расположенном на противоположной стороне линзы.

Часть наружной поверхности линзы в районе фокуса покрыта металлом 2. Лучи, отразившись от металла 2, пройдут через линзу вторично и выйдут из нее в направлении, обратном направлению падения, также в виде плоской волны.

Как видно из фиг. 2, в четырехслойной линзе Люнеберга коэффициент преломления n_i изменяется от слоя к слою скачком, оставаясь постоянным внутри каждого слоя.

Конструкция четырехслойной линзы в виде малого числа слоев проста, технологична в изготовлении и надежна в эксплуатации.

Были проведены испытания отражателей на основе четырехслойных линз Люнеберга, которые показали, что предлагаемая конструкция надежна в эксплуатации и отвечает современным требованиям к отражателям.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиолокационным отражателям. Изобретение может быть использовано в радиолокации. Сущность изобретения заключается в упрощении конструкции отражателя на основе сферической слоистой диэлектрической линзы Люнеберга и достигается за счет минимизации количества слоев диэлектрической линзы. Линза состоит из четырех слоев, показатель преломления n_i каждого из которых определяется из соотношения n_i = 1,19 + 0,09•(i - 1), где i - номер слоя, i = 1, 2, 3, 4, а относительный радиус слоев R_i выбирается из соотношения R_i = 0,97 - 0,173•(n_i - 1,1)•(20•n_i - 21,1), при этом внешний радиус первого слоя принят равным 1. Ввиду упрощения конструкции отражатель технологичен в изготовлении и надежен в эксплуатации. Отражатель содержит сферическую линзу, выполненную из четырех слоев, каждый из которых имеет внешний радиус R₁, R₂, R₃, R₄ и выполнен из однородного диэлектрика с коэффициентом преломления n₁, n₂, n₃, n₄, и металлический экран, расположенный на поверхности линзы. Ход лучей в отражателе обозначен цифрой. За счет выведенных соотношений определения показателя преломления каждого слоя четырехслойной линзы n_i и относительного радиуса слоев R_i отражатель выгодно отличается по величине эффективной поверхности рассеяния и рабочему телесному углу от аналога и простотой конструкции от прототипа. 2 ил.

Радиолокационный отражатель на основе сферической слоистой диэлектрической линзы Люнеберга, содержащий металлический экран, расположенный на части внешней поверхности сферической слоистой диэлектрической линзы Люнеберга с фокусом на ее поверхности, отличающийся тем, что линза состоит из четырех слоев, показатель преломления n_i каждого из которых определяется из соотношения n_i 1,19 + 0,09 (i-1), где i номер слоя, i 1, 2, 3, 4, а относительный радиус слоев R_i выбирается из соотношения R_i 0,97 0,173(n_i-1,1)•(20n_i-21,1), при этом внешний радиус первого слоя принят равным единице.