СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОТРАЖАТЕЛЯ Российский патент 2001 года по МПК H01Q15/18 

Изобретение относится к объектам радиолокации, радиолокационной навигации, маскировки и может быть использовано для изготовления и оборудования в полевых условиях радиолокационных навигационных ориентиров, реперов, целей-мишеней, а также для скрытия и имитации наземных (надводных) объектов.

Известен способ оборудования на местности радиолокационного отражателя типа ОМУ, "Угол", "Пирамида", выполненного в виде группы из нескольких трехгранных уголковых отражателей (УО), который описан в ряде источников информации (Наставление по военно-инженерному делу для Советской Армии. - М. : Воениздат, 1984, с. 189 - 197; Бекетов А.А. и др. Маскировка подразделений сухопутных войск. - М. : Воениздат, 1976, с. 32 - 45, Ефимов В.А. и др. Маскировка. Часть 1. Основы и техника маскировки. - М.: ВИА им. В.В. Куйбышева, 1966, с. 250 - 270 и др.), - аналог.

Способ заключается в том, что предварительно изготовленные (сформированные) в заводских условиях плоские поверхности (грани) отражателя в виде пластин прямоугольной или треугольной формы из металлического материала, размещают на месте оборудования (установки) отражателя в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, соединяют друг с другом и затем закрепляют.

Отмеченный способ обладает рядом недостатков, к которым можно отнести следующее.

Для изготовления граней отражателя используется дефицитные при ведении военных действий материалы (алюминий и его сплавы, сталь и т.п.), стоимость которых значительна по сравнению с другими материалами, например древесными материалами. Отражатели изготавливаются промышленным способом, для чего требуются специальное металлорежущее и металлообрабатывающее оборудование (станки, штампы и др.) и инструмент, особо подготовленный рабочий персонал, техническая документация и т.д.

Вместе этим, в особых условиях (в условиях ограниченных ресурсов сил и средств во время ведения военных действий) выпуск указанных отражателей на промышленных предприятиях может быть ограничен или затруднен, в то время как потребность в отражателях, используемых для противодействия системам разведки и наведения управляемого оружия, в качестве ложных целей и т.п., будет весьма значительна.

Кроме того, масса отражателей с металлическими гранями достаточно велика, что ведет к существенным затратам сил и времени на их монтаж (установку). Например, РЛО "Угол" весит в сборе 80 кг, а затраты на установку составляет до 0,5 чел.-ч (Колибернов Е.С. и др. Справочник офицера инженерных войск. Под ред. Аганова С.Х. - М.: Воениздат, 1989, с. 239).

Известен способ изготовления радиолокационного отражателя (РЛО) по заявке Японии N 60-17244 от 01.05.85 г. по МКИ H 01 Q 15/18.

Указанный способ является наиболее близким к заявляемому (прототипом) и заключается в следующем.

На плоской пластине с металлической поверхностью, имеющей разрез до центра (середины пластины), от конца указанного разреза образуют взаимно ортогональные линии изгиба. Затем по полученным линиям изгиба пластину изгибают на угол 90^o и образуют уголковый отражатель, имеющий три взаимно ортогональные поверхности. С помощью плоской пластины, являющейся продолжением одной поверхности УО, взаимно обратными сторонами соединяют два УО и в центре устанавливают вертикальную ось.

Однако указанный способ также не свободен от недостатков, присущих аналогу. В частности, в нем также применяются металлические материалы, способ может быть использован преимущественно для тонкостенных металлических материалов, обладающих определенной вязкостью, текучестью и незначительной толщиной (примерно, τ ≅ 3 мм), например, для пластин на основе алюминия или его сплавов.

Отмеченный способ также требует для реализации специального оборудования и не может быть широко использован в полевых условиях ввиду значительных затрат на изготовление и оборудование (установку на местности) РЛО. Кроме того, данный способ ограничен только операциями по изготовлению граней отражателя и практически не касается каких-либо операций по оборудованию его на месте установки.

Моностатическая индикатриса рассеяния такого отражателя, состоящего из двух направленных в противоположные стороны УО, имеет отдельные характеристики (например, среднюю эффективную поверхность рассеяния в горизонтальной или вертикальной плоскости) хуже, чем у отражателя, выполненного в виде группы из четырех уголковых отражателей (при одинаковых размерах граней).

Изобретение направлено на снижение затрат по изготовлению и оборудованию (монтажу) радиолокационных отражателей в полевых условиях.

Решение указанной задачи достигается тем, что пластины изготавливают из композиционных древесных материалов, например бакелизированной фанеры, толщиной не менее 5 мм, в них выполняют стыковочные узлы в виде прорезей, затем на одну из поверхностей каждой пластины кратковременно воздействуют тепловым потоком с высокой поверхностной плотностью до момента образования электропроводящего поверхностного слоя, после чего пластины охлаждают, закрепляют полученный в результате тепловой обработки поверхностный слой путем нанесения на него слоя защитного, например лакокрасочного, покрытия с низкой диэлектрической проницаемостью, и далее пластины стыкуют.

Для придания отражателю поляризационных свойств толщину защитного лакокрасочного покрытия пластины, образующей основание радиолокационного отражателя, выбирают из условия τ = 0,044λ, где λ - длина волны зондирующей радиолокационной станции, причем поверх указанного покрытия наносят слой диэлектрического материала толщиной τ = 0,165λ с диэлектрической проницаемостью ε ≈ 15 - 30.

Для повышения срока службы отражателя после выполнения стыковочных узлов пластины обрабатывают антисептиком.

Для обеспечения защиты пластин от самовозгорания перед воздействием тепловым потоком внешние поверхности пластин обрабатывают антипиреновым материалом, например раствором диаммонийфосфата.

На чертеже изображена последовательность действий (операций) при изготовлении и оборудовании в полевых условиях трехгранного уголкового радиолокационного отражателя.

На чертеже цифрами обозначены:
1 - листы композиционного древесного материала;
2 - пластины;
3 - стыковочные узлы (в виде прорезей в пластинах);
4 - боковая грань радиолокационного отражателя;
5 - нижняя грань радиолокационного отражателя;
6 - внешняя поверхность пластин;
7 - тепловой поток;
8 - электропроводящий (радиоотражающий) слой;
9 - слой защитного лакокрасочного покрытия;
10 - слой диэлектрического материала.

Предлагаемый способ изготовления и оборудования радиолокационного отражателя будет осуществляться, путем выполнения определенной последовательности действий (операций), следующим образом.

Первоначально из листов 1 композиционных древесных материалов (КДМ), к которым, как известно, относятся фанера (обыкновенная, облицованная шпоном, бакелизированная, авиационная и т.д.), древесностружечные плиты, столярные плиты, древеснослоистые пластики и др. материалы, изготавливают, в частности нарезают, с использованием специального деревообрабатывающего инструмента и оборудования, пластины 2 с плоской гладкой поверхностью. Размеры пластин 2 и их форму (треугольные, прямоугольные, секторные и др.) выбирают исходя из требований по обеспечению определенной эффективной поверхности рассеяния РЛО, индикатрисы рассеяния, а также назначения отражателя. Толщина пластин 2 выбирается прежде всего с учетом необходимости обеспечить достаточную жесткость боковых 4 и нижней 5 граней отражателя, и, как показывают экспериментальные данные, при применении КДМ толщина пластин (особенно больших размеров) должна быть не менее 5 мм.

С учетом того, что к точности изготовления поверхностей граней РЛО предъявляются повышенные требования (например, местные углубления и неровности не должны превышать ±1 мм для малогабаритных уголковых отражателей и ±5 мм - для крупногабаритных отражателей), а также того, что должны быть обеспечены достаточный срок службы отражателя, определенная водостойкость, атмосферостойкость, прочность, низкая стоимость и доступность материалов, предпочтительно пластины изготавливать из обычной атмосферостойкой фанеры марки БПС-1, фанеры повышенной влагостойкости марки ФСФ не ниже сорта В/ВВ или фанеры специального назначения, например бакелизированной фанеры марок ФБС, ФБВ, ФБС-А и др. по ГОСТ 11539-73.

Затем в пластинах, например, с помощью столярного инструмента выполняют стыковочные узлы 3. В частности, такие узлы 3 могут быть выполнены в виде особым образом выполненных прорезей (пазов). Так для боковых граней 4 радиолокационного отражателя, содержащего группу из четырех трехгранных уголковых отражателей, такие прорези выполняют в форме щелей (длиной до половины высоты граней), а для нижней грани 5 - в форме креста.

После этого на одну из поверхностей 6 каждой из пластин 2 кратковременно воздействуют тепловым потоком с высокой поверхностной плотностью, например открытым пламенем. При этом за счет указанного воздействия связанный в древесных материалах углерод переходит в свободное состояние и на обработанной тепловым потоком 7 поверхности пластин 2 образуется слой 8 электропроводящего (радиоотражающего) материала. Параметры теплового воздействия (температуру струи и пламени, интенсивность, время воздействия и др.) подбирают с учетом предотвращения самовозгорания (возгорания) пластин 2 в результате такого воздействия.

Далее пластины 2 со сформированным электропроводящим слоем 8 охлаждают до температуры окружающего воздуха и указанный слой 8 закрепляют. Для этого поверх слоя 8 наносят слой 9 защитного покрытия, например лакокрасочного покрытия, с низкой диэлектрической проницаемостью (ε ≈ 1 - 3).

Затем, после отвердения слоя 9, пластины 2 определенным образом стыкуют. Так, например, для радиолокационного отражателя, содержащего группу из четырех трехгранных уголковых отражателей с квадратными гранями, первоначально через щели стыкуют пластины, образующие боковые грани 4, а затем эти пластины помещают в крестообразный паз пластины нижней грани 5.

При установке отражателя на грунт предпочтительно, чтобы основание (нижняя грань 5) РЛО касалось поверхности грунта необработанной поверхностью пластины.

Таким образом, после стыковки граней формируется радиолокационной отражатель. За счет того что конструкция отражателя выполнена из материала с низкой диэлектрической проницаемостью, а отражающие плоскости образованы электропроводным материалом (свободным углеродом) и находятся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, будет происходить переотражение электромагнитной волны в направлении прихода сигнала зондирующей радиолокационной станции (РЛС).

Следует отметить, что в конструкции отражателя используются недефицитные и относительно дешевые, по сравнению с металлом, материалы, имеющие к тому же малую плотность и, следовательно, вес относительно металлических материалов при одинаковых размерах граней. Затраты на изготовление таких отражателей ниже. Кроме того, при их изготовлении не требуется особого инструмента и оборудования, а также высокой квалификации рабочего персонала.

В целях придания формируемым трехгранным уголковым отражателям поляризационных свойств толщину защитного лакокрасочного покрытия пластины, образующей основание радиолокационного отражателя, выбирают из условия
τ = 0,044λ,
где λ - длина волны зондирующей РЛС,
а поверх указанного покрытия наносят слой диэлектрического материала толщиной τ = 0,165λ с диэлектрической проницаемостью ε ≈ 15 - 30.

В этом случае, как известно, отражение от нижней грани происходит без изменения фазы на 180^o, причем обеспечивается эффективная поверхность рассеяния на круговых поляризациях всего на 1 - 1,5 дБ меньше, чем на линейной поляризации (см. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. - М.: Сов. радио, 1975, с. 185, 186).

Для повышения срока службы отражателя путем предохранения используемых материалов от негативного воздействия атмосферных осадков, влаги и гниения, пластины, после выполнения в них стыковочных узлов, могут обрабатываться антисептиком, например, путем диффузионной пропитки с использованием гидропульта, кистей или специальных механизмов. В качестве антисептиков могут применяться растворы фтористого натрия, кремнефтористого аммония, растворы препаратов ХМХЦ, ХХЦ, ББ, ПББ, масла, препараты ПМ и др. (см. Григорьев М.А. Материаловедение для столяров и плотников. - М.: Высшая школа, 1981, с. 109 - 111).

Для повышения эффективности защиты пластин от самопроизвольного возгорания перед воздействием на их поверхность тепловым потоком можно осуществлять обработку указанных поверхностей пластин антипиреновыми материалами, например растворами (водными растворами огнезащитных солей). В качестве антипиреновых материалов могут использоваться диаммонийфосфат, сульфат аммоний, бура, борная кислота и другие материалы (см. там же, с. 112). Обработку поверхности пластин осуществляют путем нанесения растворов на поверхность пластин гидропультом или кистями.

Предложенный способ изготовления и оборудования радиолокационного отражателя в полевых условиях может быть реализован с использованием существующих материалов, инструмента и оборудования, причем потребует меньших затрат на изготовление и монтаж (установку) РЛО в условиях ограниченных ресурсов сил и средств, чем существующие способы.

Изобретение относится к объектам радиолокации, радиолокационной навигации, маскировки и может быть использовано для изготовления и оборудования в полевых условиях радиолокационных навигационных ориентиров, реперов, целей-мишеней, а также для скрытия и имитации наземных (надводных) объектов. Техническим результатом является снижение затрат по изготовлению и оборудованию (монтажу) радиолокационных отражателей в полевых условиях. Решение указанной задачи достигается тем, что пластины изготавливают из композиционных древесных материалов, например бакелизированной фанеры, толщиной не менее 5 мм, в них выполняют стыковочные узлы в виде прорезей, затем на одну из поверхностей каждой пластины кратковременно воздействуют тепловым потоком с высокой поверхностной плотностью до момента образования электропроводящего поверхностного слоя, после чего пластины охлаждают, закрепляют полученный в результате тепловой обработки поверхностный слой путем нанесения на него слоя защитного, например лакокрасочного, покрытия с низкой диэлектрической проницаемостью и далее пластины стыкуют. Для придания отражателю поляризационных свойств толщину защитного лакокрасочного покрытия пластины, образующей основание радиолокационного отражателя, выбирают из условия τ = 0,044λ, где λ - длина волны зондирующей радиолокационной станции, причем поверх указанного покрытия наносят слой диэлектрического материала толщиной τ = 0,165λ с диэлектрической проницаемостью ε ≈ 15 - 30. Для повышения срока службы отражателя после выполнения стыковочных узлов пластины обрабатывают антисептиком. Для обеспечения защиты пластин от самовозгорания перед воздействием тепловым потоком внешние поверхности пластин обрабатывают антипиреновым материалом, например раствором диаммонийфосфата. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления и оборудования радиолокационного отражателя, заключающийся в формировании пластин с плоской радиоотражающей поверхностью, размещении и закреплении их в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем, что пластины изготавливают из композиционных древесных материалов толщиной не менее 5 мм, в них выполняют стыковочные узлы в виде прорезей, затем на одну из поверхностей каждой пластины кратковременно воздействуют тепловым потоком до момента образования электропроводящего поверхностного слоя, после чего пластины охлаждают, закрепляют электропроводящий поверхностный слой путем нанесения на него слоя защитного покрытия с низкой диэлектрической проницаемостью и далее пластины стыкуют. 2. Способ изготовления и оборудования радиолокационного отражателя по п. 1, отличающийся тем, что толщину защитного покрытия пластины, образующей основание радиолокационного отражателя, выбирают из условия
τ = 0,044λ,
где λ - длина волны зондирующей радиолокационной станции,
а поверх указанного покрытия наносят слой диэлектрического материала толщиной τ = 0,165λ с диэлектрической проницаемостью ε ≈ 15 - 30. 3. Способ изготовления и оборудования радиолокационного отражателя по п. 1, отличающийся тем, что после выполнения стыковочных узлов пластины обрабатывают антисептиком. 4. Способ изготовления и оборудования радиолокационного отражателя по п. 1, отличающийся тем, что перед воздействием тепловым потоком поверхности пластин обрабатывают антипиреновым материалом. 5. Способ изготовления и оборудования радиолокационного отражателя по п. 1, отличающийся тем, что пластины изготавливают из бакелизированной фанеры, а в качестве защитного слоя покрытия применяют лакокрасочное покрытие.