СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАССЕЯНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ МАССИВНЫХ ОБЪЕКТОВ В БЕЗЭХОВОЙ КАМЕРЕ Российский патент 2013 года по МПК G01S13/10 

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям, и может быть использовано в лабораторных условиях с использованием измерительных комплексов с безэховой камерой (БЭК).

Измерение эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) крупногабаритных массивных объектов (двигатели летательных аппаратов, малые ракеты и др.) в безэховой камере характеризуется большим объемом подготовительных работ, одной из которых является установка объекта на опорно-поворотное устройство в рабочем объеме БЭК, ориентация его относительно направления излучения. Например, установка двигателя летательного аппарата занимает от 4 до 8 часов. При этом в ходе измерений ЭПР объекта его нужно периодически удалять из рабочего объема и заменять эталонным отражателем для калибровки приемного тракта.

По требованиям к проведению измерений время между удалением объекта измерений и заменой его эталонным отражателем должно быть сокращено до минимума.

Известен способ измерения эффективной площади рассеяния (ЭПР) объекта (Штагер Е.А. «Рассеяние радиоволн на телах сложной формы», М. «Радио и связь», 1986 г., стр.10, формула (1,8)), основанный на применении эталонного отражателя с известной ЭПР (σ_эт). Суть способа состоит в том, что излучают зондирующий сигнал, измеряют мощность принятого сигнала, отраженного от эталонного отражателя (Р_эт) с известной ЭПР (σ_эт), мощность принятого сигнала, отраженного от объекта, ЭПР которого необходимо определить (Р_отр), измеряют также дальность до эталонного отражателя (R_э) и объекта (R). ЭПР (σ) объекта вычисляют по формуле

$$\sigma ={\sigma }_{эт}\frac{{Р}_{отр}R}{{Р}_{эт}{R}_{э}}$$ .

Недостатком известного способа является недостаточная точность измерения, обусловленная попеременным измерением ЭПР объекта и ЭПР эталона.

Известен также способ измерения, выбранный за прототип, (ТИИЭР, 1965 г., т.53, №8, с.1051), при котором в каждый момент времени облучают либо объект измерения, либо эталонный отражатель. Для этого устройство вращения выполняют таким, чтобы на нем можно было установить объект измерения и эталонный отражатель одновременно. При этом в зону обслуживания попадают попеременно объект измерения и эталонный отражатель.

Недостатком известного способа измерения ЭПР объектов является низкая точность измерений.

Техническим результатом заявляемого изобретения «Способ измерения эффективной поверхности рассеяния крупногабаритных массивных объектов в безэховой камере» является повышение точности измерений за счет однократной установки объекта в безэховой камере и введения эталонирования без удаления крупногабаритного массивного (КМ) объекта измерения из безэховой камеры.

Для достижения технического результата в известном способе измерения ЭПР КМ объектов (σ_отр) в безэховой камере (БЭК), включающем облучение установленного на опорно-поворотном устройстве (ОПУ) КМ объекта и определение мощности отраженных сигналов (Р_отр) при вращении КМ объекта вокруг вертикальной оси, дополнительно проводят эталонирование при остановленном КМ объекте в момент, когда проекция КМ объекта на заднюю стенку БЭК минимальна, для чего объект со стороны облучения закрывают радиопоглощающим экраном и компенсируют остаточные отражения, затем устанавливают эталонный отражатель с известной ЭПР (σ_эт) перед радиопоглощающим экраном и определяют мощность сигнала (Р_эт), отраженного от эталонного отражателя с известной ЭПР и вычисляют ЭПР (σ_отр) КМ объекта в БЭК по формуле

$${\sigma }_{отр}={\sigma }_{эт}\frac{{Р}_{отр}}{{Р}_{эт}}$$ .

Способ измерения ЭПР крупногабаритных массивных объектов в БЭК реализуется устройством, схема которого представлена на чертеже.

Устройство включает:

1 - коллиматор антенный микроволновый;

2 - передающий облучатель коллиматора;

3 - приемный облучатель коллиматора;

4 - узел крепления и юстировки облучателей коллиматора;

5 - передающее устройство;

6 - приемное устройство;

7 - опорно-поворотное устройство;

8 - электромеханическая система вращения опорно-поворотного устройства;

9 - крюк для подвески эталонного отражателя;

10 - управляющий вычислительный комплекс;

11 - безэховая камера;

12 - эталонный отражатель с известной ЭПР;

13 - радиопоглощающий экран;

14 - крупногабаритный массивный (КМ) объект.

КМ объект 14 установлен на опорно-поворотном устройстве 7, на задней части КМ объекта 14 установлен радиопоглощающий экран 13, перед экраном подвешен эталонный отражатель с известной ЭПР 12, который с помощью капроновой нити закреплен на крюке для подвески эталонного отражателя с известной ЭПР 9. Приемный 3 и передающий 2 облучатели коллиматора 1 закреплены в узел крепления и юстировки облучателей коллиматора 4. Передающий облучатель коллиматора 2 соединен с передающим устройством 5, приемный облучатель коллиматора 3 подключен к приемному устройству 6, опорно-поворотное устройство 7 соединено механически с электромеханической системой вращения опорно-поворотного устройства 8. Передающее устройство 5, приемное устройство 6 и электромеханическая система вращения опорно-поворотного устройства 8 присоединены к управляющему вычислительному комплексу 10 и расположены вне безэховой камеры 11. Остальные элементы расположены в безэховой камере 11.

Устройство, реализующее способ измерения ЭПР крупногабаритных массивных объектов, работает следующим образом.

КМ объект 14 устанавливается на опорно-поворотное устройство 7 в безэховой камере 11. KM объект 14 облучается антенным микроволновым коллиматором 1, который, в свою очередь, облучается передающим облучателем коллиматора 2, на который подается СВЧ сигнал от передающего устройства 5. Включается электромеханическая система вращения опорно-поворотного устройства 8. Отраженный от вращающегося КМ объекта сигнал Р_отр принимается коллиматором антенным микроволновым 1, а затем приемным облучателем коллиматора 3, сигнал от которого поступает в приемное устройство 6 и запоминается в управляющем вычислительном комплексе 10. Управляющий вычислительный комплекс 10 управляет работой передающего устройства 5 и работой электромеханической системой вращения опорно-поворотного устройства 8. После полного оборота КМ объекта 14, KM объект останавливается в момент минимальной площади проекции КМ объекта 14 на заднюю стенку, безэховой камеры 11. Устанавливается радиопоглощающий экран 13, производится компенсация остаточных отражений, устанавливается эталонный отражатель с известной ЭПР 12 и записывается отраженный от эталонного отражателя с известной ЭПР 12 сигнал (Р_эт) и в управляющем вычислительном комплексе 10 вычисляется ЭПР (σ_отр) КМ объекта по формуле:

$${\sigma }_{отр}={\sigma }_{эт}\frac{{Р}_{отр}}{{Р}_{эт}}$$ .

Технология установки КМ объекта отработана, устройства, применяемые при установке, имеются в наличии и, следовательно, способ измерения эффективной поверхности рассеяния крупногабаритных массивных объектов в безэховой камере соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации в основной и смежных рубриках на выявлено техническое решение, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле изобретения, то есть совокупность существенных признаков заявленного технического решения ранее не была известна, следовательно, соответствует условию патентоспособности «новизна».

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенный способ не следует для специалистов явным образом из уровня техники, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения и не подтверждена известность влияния отличительных признаков на указанный в заявке технический результат. То есть заявленное техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности существенных признаков дает возможность получить новый технический результат.

Следовательно, предложенное техническое решение может быть получено только путем творческого подхода и не очевидно для специалиста в этой области, то есть имеет «изобретательский уровень».

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям, и может быть использовано в лабораторных условиях с использованием безэховой камеры (БЭК). Достигаемый технический результат - повышение точности измерений за счет однократной установки объекта в безэховой камере и введения эталонирования без удаления объекта измерения из безэховой камеры. Указанный результат достигается за счет того, что в известном способе, включающем облучение установленного на опорно-поворотное устройство крупногабаритного (КМ) объекта и определение мощности отраженных сигналов (Р_отр) при вращении КМ объекта вокруг вертикальной оси, дополнительно проводят эталонирование при остановленном КМ объекте в момент, когда проекция КМ объекта на заднюю стенку БЭК минимальна, для чего КМ объект со стороны облучения закрывают радиопоглощающим экраном и компенсируют остаточные отражения, устанавливают эталонный отражатель с известной эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР - σ_эт) перед радиопоглощающим экраном и определяют мощность сигнала Р_эт, отраженного от эталонного отражателя с известной (ЭПР - σ_эт) и вычисляют ЭПР КМ объекта по формуле $${\sigma }_{отр}={\sigma }_{эт}\frac{P_{отр}}{P_{эт}}.$$ 1 ил.

Способ измерения эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) крупногабаритных массивных (КМ) объектов в безэховой камере (БЭК), включающий облучение установленного на опорно-поворотное устройство КМ объекта и определение мощности отраженных сигналов (Р_отр) при вращении КМ объекта вокруг вертикальной оси, отличающийся тем, что дополнительно проводят эталонирование при остановленном КМ объекте в момент, когда проекция КМ объекта на заднюю стенку БЭК минимальна, для чего КМ объект со стороны облучения закрывают радиопоглощающим экраном и компенсируют остаточные отражения, затем устанавливают эталонный отражатель с известной ЭПР (σ_эт) перед радиопоглощающим экраном и определяют мощность сигнала (Р_эт), отраженного от эталонного отражателя с известной ЭПР (σ_эт), и вычисляют ЭПР (σ_отр) КМ объекта по формуле:
$${\sigma }_{отр}={\sigma }_{эт}\frac{P_{отр}}{P_{эт}}$$