САМОЛЕТНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА Российский патент 2012 года по МПК H01Q21/00 

Предлагаемое изобретение относится к антенной технике, в частности к фазированным антенным решеткам, устанавливаемым на борту летательных аппаратов.

Известна «Бортовая сканирующая антенная система с межэлементными изоляторами» (US 4186400, опубл. 29.01.1980), устанавливаемая под обтекателем крыла самолета, включающая в себя антенные решетки на основе излучателей Уда-Яги, расположенных вдоль носка крыла. Излучатели размещаются в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Недостатками такой антенной системы являются громоздкость конструкции излучателей и сложность их размещения, необходимость введения дополнительных средств крепления элементов излучателей на обтекателе и в пространстве под обтекателем.

Также известна «Бортовая сканирующая антенная система на основе линейной решетки излучателей типа Яги» (US 4336543, опубл. 22.06.1982), устанавливаемая под обтекателем крыла самолета и содержащая линейную антенную решетку, состоящую из излучателей типа Уда-Яги, расположенных в горизонтальной плоскости. Недостатками такой антенной системы являются большие габаритные размеры, необходимость введения в конструкцию обтекателя множества поперечных перегородок для крепления излучателей, наличие которых ухудшает характеристики излучения антенной решетки.

Кроме того, известна «Линейная антенная решетка с подавителем заднего излучения в Е-плоскости» (US 5151707, опубл. 29.09.1992), устанавливаемая под обтекателем крыла самолета, состоящая из печатных излучателей, размещенных на плоском диэлектрике, которые располагаются вдоль носка крыла, и устанавливаемая на металлический экран, при этом задняя часть экрана для подавления заднего излучения изогнута и прикреплена к передней стенке носка крыла самолета. Недостатками такой антенной системы являются большие габаритные размеры, сложность крепления излучателей на экране внутри обтекателя.

Наиболее близкой по технической сущности является «Модульная антенная решетка» (US 4749997, опубл. 07.06.1988), конформно устанавливаемая на самолете и включающая в себя n подрешеток. Каждая подрешетка состоит из n (4) излучателей горизонтальной поляризации, размещенных под обтекателем и установленных параллельно оси передней кромки крыла перед секцией проводящего экрана, n (4) активных СВЧ устройств, к входам/выходам которых через трансформаторы волнового сопротивления подключены излучатели, а также схема суммирования. Активные устройства установлены с задней стороны проводящего экрана, причем в экране прорезаны щели, через которые излучатели соединяются с активными устройствами, размещенными на задней стороне проводящего экрана (передней стенки носка крыла). Также на задней стороне передней стенки установлена схема суммирования, к которой посредством СВЧ кабелей подключены активные устройства.

Для обеспечения необходимой направленности антенной решетки под обтекателем также установлена диэлектрическая трубка, расположенная по всей длине антенной решетки вдоль обтекателя и закрепленная на перегородках, отделяющих одну подрешетку от другой, причем определенные части трубки покрыты проводящим слоем. Обтекатель каждой подрешетки откидывается на шарнирах для обеспечения доступа к задней части передней стенки носка крыла.

Недостатками такой антенной решетки являются низкие прочностные характеристики вследствие отсутствия целостности обтекателя и наличия множества сквозных отверстий в передней стенке носка крыла. При размещении активных СВЧ устройств на задней поверхности передней стенки носка крыла к ним предъявляются повышенные требования по климатическим воздействиям. Поперечные перегородки, разделяющие модули антенной решетки, ухудшают характеристики излучения антенной решетки.

Технический результат предлагаемой антенной решетки заключается в уменьшении влияния размещаемых СВЧ устройств на прочностные характеристики самолета, снижении температурных нагрузок на активные СВЧ устройства, улучшении экранирования отсеков отклоняемого носка крыла, повышении надежности и улучшении характеристик излучения антенной решетки за счет размещения ее блоков в левой и правой части крыла и подключении их к контуру системы охлаждения самолета.

Сущность полезной модели состоит в том, что самолетная антенная решетка содержит n излучателей, закрепленных на передней стенке носка крыла самолета, закрытых съемным обтекателем, и активные СВЧ устройства, входы-выходы которых соединены с соответствующими излучателями, а выходы-входы с входами-выходами схемы суммирования.

Новыми признаками заявленного технического решения является то, что излучатели установлены в подвижной части носка крыла перпендикулярно поперечной оси передней его кромки, активные СВЧ устройства и схема суммирования размещены в неподвижной корневой части крыла в отсеках между силовыми поперечными диэлектрическими диафрагмами и подключены к контуру системы охлаждения самолета. В заявленной самолетной антенной решетке излучатели могут быть расположены в левой и правой подвижных частях носка крыла, активные СВЧ устройства и схема суммирования в неподвижных левой и правой корневой частях крыла, причем отсеки крыла, в которых установлены активные СВЧ устройства и схема суммирования, закрыты съемным радиопоглощающим материалом.

На чертеже представлен вариант размещения аппаратуры предлагаемой самолетной антенной решетки в неподвижной корневой части крыла и подвижной части носка крыла.

Самолетная антенная решетка состоит из излучающей системы 1, выполненной из отдельных излучателей 2, установленных на панелях 3, выполненных из прочного и легкого металла. Вся конструкция излучающей системы заливается радиопрозрачным пенокомпаундом, имеющим низкую диэлектрическую проницаемость (ε не более 1.1) и придающим конструкции дополнительную прочность и электрогерметичность. Излучающая система 1 крепится на передней стенке 4 носка крыла и закрывается съемным радиопрозрачным обтекателем 5, являющимся составной частью носка крыла. По всей длине обтекателя параллельно плоскости излучателей установлена диэлектрическая диафрагма из материала обтекателя, обеспечивающая его механическую прочность.

Активные СВЧ устройства (например, приемо-передающие модули) 6, суммирующее устройство 7, устройства распределения и фазирования 8 располагаются в отсеках корневой части крыла. Демонтаж и монтаж аппаратуры в подвижной части носка крыла и аппаратуры в корневой неподвижной части крыла обеспечивается съемом радиопрозрачного обтекателя 5, а также доступом через люки 9.

Размещение активных СВЧ устройств 6 и схемы суммирования 7 в отсеках неподвижной части крыла позволяет снизить температурную нагрузку на блоки самолетной антенной решетки, что в свою очередь позволяет увеличить ее надежность при использования принудительного охлаждения. Применение цельного обтекателя с поперечной диафрагмой по всей его длине позволяет улучшить прочностные характеристики носка крыла самолета и характеристики излучения антенной решетки.

Закрытие отсеков отклоняемого носка крыла радиопоглощающими материалами позволяет экранировать эти отсеки и блоки от СВЧ излучения, что обеспечивает стабильную работу низкочастотных управляющих устройств. Размещение излучателей перпендикулярно поперечной оси носка крыла и закрепление их на металлических панелях позволяют получить вертикально-поляризованное излучение самолетной антенной решетки и устанавливать ее в тонких и малогабаритных носках крыла. Размещение антенной решетки в правой и левой частях крыла значительно улучшает ее характеристики.

Таким образом, предлагаемая самолетная антенная решетка отличается упрощенной схемой размещения на объекте, вследствие чего достигается компактность, простота и надежность конструкции и улучшения ее радиотехнических характеристик.

Предлагаемое изобретение относится к антенной технике, в частности к фазированным антенным решеткам, устанавливаемым на борту летательных аппаратов. Технический результат заключается в уменьшении влияния размещаемых СВЧ устройств на прочностные характеристики самолета, снижения температурных нагрузок на активные СВЧ устройства, улучшения экранирования отсеков отклоняемого носка крыла, повышения надежности и улучшении характеристик излучения антенной решетки. Самолетная антенная решетка содержит n излучателей, закрепленных на передней стенке носка крыла самолета, закрытых съемным обтекателем, и активные СВЧ устройства, входы-выходы которых соединены с соответствующими излучателями, а выходы-входы с входами-выходами схемы суммирования. Излучатели установлены в подвижной части носка крыла перпендикулярно поперечной оси передней его кромки, активные СВЧ устройства и схема суммирования размещены в неподвижной корневой части крыла в отсеках между силовыми поперечными диэлектрическими диафрагмами и подключены к контуру системы охлаждения самолета. В самолетной антенной решетке излучатели могут быть расположены в левой и правой подвижных частях носка крыла, а активные СВЧ устройства и схема суммирования в неподвижных левой и правой корневой частях крыла. Отсеки крыла, в которых установлены активные СВЧ устройства и схема суммирования, закрыты съемным радиопоглощающим материалом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Самолетная антенная решетка, содержащая n излучателей, закрепленных на передней стенке носка крыла самолета, закрытых съемным обтекателем, и активные СВЧ устройства, входы-выходы которых соединены с соответствующими излучателями, а выходы-входы - с входами-выходами схемы суммирования, отличающаяся тем, что излучатели установлены в подвижной части носка крыла перпендикулярно поперечной оси передней его кромки, активные СВЧ устройства и схема суммирования размещены в неподвижной корневой части крыла в отсеках между силовыми поперечными диафрагмами и подключены к контуру системы охлаждения самолета.

2. Самолетная антенная решетка по п.1, отличающаяся тем, что излучатели расположены в левой и правой подвижных частях носка крыла.

3. Самолетная антенная решетка по п.1, отличающаяся тем, что активные СВЧ устройства и схема суммирования расположены в неподвижных левой и правой корневой частях крыла.

4. Самолетная антенная решетка по п.1, отличающаяся тем, что отсеки крыла, в которых установлены активные СВЧ устройства и схема суммирования, закрыты радиопоглощающим материалом.