РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ УГОЛКОВЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ Российский патент 2005 года по МПК H01Q15/18 

Изобретение относится к области навигации, а конкретно - к пассивным радиолокационным отражателям (ПРЛО), предназначенным для усиления интенсивности отражения сигналов судовых радиолокационных станций от водных транспортных средств, навигационных знаков, мостов, дамб и других объектов.

Известно большое количество ПРЛО, выполненных на базе уголковых конструкций. Общим недостатком трехгранных уголковых отражателей является существенное снижение интенсивности отраженного сигнала при отклонении направления прихода электромагнитных волн от их оптической оси. Превышение уровня - 12 дБ относительно максимума отражения для таких ПРЛО наблюдается в телесном угле около 45°×45°. Для двугранных уголковых отражателей подобное снижение интенсивности наблюдается при незначительном отклонении направления прихода электромагнитных волн от плоскости, перпендикулярной линии пересечения отражающих плоскостей.

Требования к ПРЛО для судов водоизмещением менее 100 рег.т., установленные Международной Морской Организацией (IMO), определяют их максимальную эффективную площадь рассеяния (ЭПР) не менее 10 м² при установке на высоте 4 м или 40 м² при высоте установки 2 м. При этом они должны эффективно работать в пределах 360° по азимуту и ±15° по углу места [«Performance Standards for Navigation Equipment". P.2. IMO, London, 1982]. Следствием этого является тенденция использования в судовых ПРЛО комбинаций не менее чем из 8 трехгранных уголковых отражателей [Комаров В.М., Заличев Н.Н. «Системы обеспечения безопасности судовождения». Л., Судостроение, 1987]. Однако эта тенденция ведет к увеличению габаритов и массы ПРЛО, а при сохранении их габаритов падает ЭПР, которая для трехгранных уголковых отражателей пропорциональна четвертой степени их линейных размеров.

Другим способом улучшения характеристик таких отражателей является нанесение дополнительных слоев диэлектрика на их металлические поверхности [патент Великобритании N1261957, Кл. Н 01 Q 15/18, 02.02.72]. Однако в угломестной плоскости это не приводит к существенному улучшению, а нанесение диэлектрика приводит к существенному увеличению массы ПРЛО, а также стоимости его изготовления.

Известен также способ изменения параметров отраженного сигнала путем введения дополнительных отражающих поверхностей в пределах конструкции существующих ПРЛО. Так, например, в устройстве имитации радиолокационного сигнала [патент RU 2072596 С1, кл. 6 Н 01 Q 15/18, 27.01.97] с целью расширения диаграммы переизлучения устройства в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения группы уголковых отражателей, эта группа дополнена металлическими дисками, радиус которых r равен ширине граней уголковых отражателей и которые распределены равномерно вдоль оси вращения и закреплены перпендикулярно к ней на расстоянии один от другого d=5r. Расстояние d выбрано таким с целью исключения эффекта экранирования уголковых отражателей друг другом (в противном случае не достигается цель изобретения). Но при этом удельная интенсивность отражения единичного участка такой линейной решетки уголковых отражателей относительно мала. При расположении этой решетки горизонтально (как она работает в устройстве по патенту RU 2072596 С1) она не обеспечивает заметного отражения радиолокационного сигнала в направлениях ее оси. А при установке ее вертикально она неприемлема для большинства объектов, в том числе - для судов водоизмещением до 100 рег. тонн, так как является громоздкой.

Наиболее оптимальной из существующих конструкций ПРЛО по назначению и исполнению, а следовательно, наиболее близким аналогом является конструкция отражателя электромагнитных волн по патенту США N3130406, кл. 343-18, 21.04.1964, которая представлена на фиг.1. Этот отражатель, имеющий три взаимно ортогональные проводящие пластины, принят в качестве прототипа.

Основным недостатком прототипа является малая величина ЭПР в секторе углов места ±15°, то есть несоответствие требованиям IMO, так как в требуемом диапазоне частот 9300-9500 МГц при высоте вертикального ребра около 1 метра отраженный сигнал не превысит уровень - 12 дБ относительно максимального в диапазоне углов места локации на море от 0,75° до 17°. Кроме того, диаграмма направленности отраженного сигнала всех уголковых отражателей имеет вид лепестков, что не обеспечивает равномерности отражения сигнала в пределах всего телесного угла и по азимутальному кругу.

Задачей заявленного изобретения является повышение радиолокационной заметности ПРЛО в заданном диапазоне углов места и по азимутальному кругу при сохранении габаритных характеристик и технологичности изготовления.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном уголковом отражателе три взаимно ортогональные проводящие пластины, пространственно параллельные и равные по габариту горизонтальной пластине, разнесены между собой и относительно горизонтальной пластины на расстояние не менее длины волны излучения радиолокатора. Вертикальные взаимно перпендикулярные пластины выполнены в форме прямоугольников, а их ширина равна диаметру горизонтальных пластин. При этом на участке 1/3 высоты вертикальные пластины повернуты вокруг вертикальной оси на угол 45°.

Сущность изобретения поясняется рисунком, где на фиг.2 изображено предлагаемое устройство. В пространство телесного угла, образованного тремя взаимно ортогональными проводящими пластинами 1, 2 и 3 (фиг.1), введен набор проводящих пластин 4, 5 и 6 (фиг.2), параллельных пластине 1. Пластины 4, 5 и 6 разнесены между собой и относительно пластины 1 на расстояние не менее длины волны излучения радиолокатора. Вертикальные взаимно перпендикулярные пластины 7 и 8, а также 7а и 8а выполнены в форме прямоугольников, их ширина равна диаметру горизонтальных пластин и на участке 1/3 их общей высоты (пластины 7а и 8а) они повернуты вокруг вертикальной оси на угол 45°.

При падении электромагнитных волн вблизи горизонта отражение происходит не только от граней пластин 1, 7, 7а, 8 и 8а, но также и от граней пластин 4, 5 и 6. Обратное рассеяние усиливается в данном случае в среднем в 3 раза по мощности. А вследствие поворота на угол 45° пластин 7а и 8а (на участке 1/3 общей высоты вертикальных пластин) выравнивается интенсивность отраженного сигнала по азимуту. Таким образом, отраженный сигнал увеличивается и выравнивается в требуемом секторе углов места и по всему азимутальному кругу.

Изобретение относится к области навигации, а именно к пассивным радиолокационным отражателям, предназначенным для усиления интенсивности отражения сигналов радиолокационных станций от водных транспортных средств, навигационных знаков, мостов и других объектов. Технический результат заключается в повышении радиолокационной заметности навигационных отражателей в заданном диапазоне углов места и по азимутальному кругу при сохранении габаритных характеристик и технологичности изготовления. Сущностью изобретения является наличие набора горизонтальных проводящих пластин в количестве 3n, где n=1, 2, 3... в форме дисков, которые разнесены между собой на расстояние не менее длины волны излучения радиолокатора, и вертикальных взаимно перпендикулярных пластин, выполненных в форме прямоугольников, шириной, равной диаметру горизонтальных пластин, при этом на участке 1/3 высоты вертикальные пластины повернуты вокруг вертикальной оси на угол 45°. 2 ил.

Радиолокационный уголковый отражатель, состоящий из горизонтальных проводящих пластин, выполненных в форме дисков и разнесенных между собой, и вертикальных прямоугольных взаимно ортогональных пластин, отличающийся тем, что количество горизонтальных пластин 3n, где n=1, 2, 3..., и они разнесены между собой на расстояние не менее длины волны излучения радиолокатора, ширина вертикальных пластин равна диаметру горизонтальных и на участке 1/3 общей высоты вертикальных пластин вертикальные пластины повернуты вокруг вертикальной оси на угол 45°.