ШИРОКОДИАПАЗОННОЕ МНОГОСЛОЙНОЕ РАДИОПРОЗРАЧНОЕ УКРЫТИЕ ДЛЯ АНТЕНН Российский патент 2014 года по МПК H01Q1/42 

Изобретение относится к области радиотехники и касается вопроса, связанного с защитой антенн от воздействия внешних факторов окружающей среды.

Известно радиопрозрачное защитное укрытие для антенной решетки, состоящие из пяти слоев, которые жестко соединены между собой с помощью смолы. Первый, второй и четвертый слои состоят из стеклопластикового армированного материала, пропитанного смолой, а третий и пятый - из вспененного материала. Первый, второй и четвертый слои меньше третьего и пятого слоев. Толщина слоев выбирается так, чтобы минимизировать потери на отражение в определенном частотном диапазоне (US №4783666, H01Q 1/42, US C1 343/872, 1988).

Недостатком данного радиопрозрачного защитного укрытия является сложность конструкции, наличие в ее составе армированного стеклопластикового материала, что приводит к искажениям электромагнитного поля, проходящего через радиопрозрачное защитное укрытие.

Наиболее близким к изобретению (прототипом) является многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее N расположенных параллельно друг другу тонких слоев, между которыми помещены M=N-1 толстых слоев - наполнителей, выполненных в виде расположенных перпендикулярно тонким слоям перегородок, при этом тонкие слои и перегородки выполнены из одного и того же диэлектрического материала, например стеклоткани, пропитанной клеем, перегородки расположены в виде сотовой структуры из правильных шестигранников, размер сторон которых выбран меньшим половины длины волны в свободном пространстве, а эквивалентная диэлектрическая проницаемость N тонких слоев больше эквивалентной диэлектрической проницаемости M толстых слоев наполнителей (патент RU №2314609, 2008 г.).

Недостатком известного радиопрозрачного укрытия для антенн является узкий диапазон частот прошедших радиоволн - 1 и 2 ГГц и сложность конструкции.

Задачей предполагаемого изобретения является расширение диапазона частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц через многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн с одновременным упрощением его конструкции.

Для этого, в широкодиапазонном многослойном радиопрозрачном укрытии для антенн содержащем ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, по изобретению, входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом.

Кроме того, на входном наружном слое нанесен слой для защиты от механических воздействий, например, из стеклопластика.

Выполнение входного наружного слоя укрытия с диэлектрической проницаемостью от 1,8 до 2,2 и толщиной от 2 до 4 мм позволяет обеспечить «мягкий» вход для электромагнитной волны, то есть с минимальным отражением от границы раздела воздух - поверхность. Выполнение выходного наружного слоя электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом, позволяет расширить диапазон частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц.

В качестве исходных компонентов для создания радиопрозрачной конструкции могут быть выбраны: стеклопластик с диэлектрической проницаемостью ∈=4, материал с пониженной диэлектрической проницаемостью ∈=2 на основе стекловолокнистого материала «Сферокор» и проводящая ткань с поверхностным электрическим сопротивлением от 300 до 700 Ом.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема широкодиапазонного многослойного радиопрозрачного укрытия для варианта с приемной антенной, на фиг.2 - то же, для передающей антенны, на фиг.3 - структура радиопрозрачной конструкции, а на фиг.4 - спектральная зависимость коэффициента отражения стеклопластка с диэлектрической проницаемостью равной 4 (пунктирная линия) и радиопрозрачной конструкции (сплошная линия) от частоты электромагнитных волн.

Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн содержит ряд тонких слоев, параллельных друг другу, из которых наружный слой - 1 обращен в сторону падающего излучения (фиг.1, 2) и имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а выходной наружный слой - 2 выполнен электропроводящим и имеет поверхностное сопротивление от 300 до 700 Ом.

Между входным наружным слоем 1 и выходным наружным слоем 2 имеется несущий слой 3 для обеспечения жесткости и прочности конструкции укрытия антенн.

Работа широкодиапазонного радиопрозрачного укрытия для антенн осуществляется следующим образом.

Падающее электромагнитное излучение радиоволн проходит через многослойный радиопрозрачный материал с небольшим коэффициентом отражения и, проходя через многослойный радиопрозрачный материал, интерферирует за счет многократных переотражений в слоях 1, 2, 3 и 4 с различной диэлектрической проницаемостью, что обеспечивает прохождение радиоволн с минимальным отражением в широком диапазоне частот (от 3 до 30 ГГц).

Пример структуры радиопрозрачного материала:

Первый слой - стеклопластик толщиной 0,28 мм и диэлектрической проницаемостью 4.

Второй слой - стекловолокнистый материал типа «Сферокор» толщиной 2 мм и диэлектрической проницаемостью - ∈=2.

Третий слой - стеклопластик толщиной 2,24 мм и диэлектрической проницаемостью - ∈=4.

Четвертый слой - углеродная ткань толщиной 0,24 мм и диэлектрической проницаемостью - ∈=4.

Созданная конструкция из многослойного радиопрозрачного материала для укрытия антенн позволяет снизить коэффициент отражения излучения радиоволн в диапазоне частот от 3 до 30 ГГц более, чем в три раза, что приводит к снижению уровня помех, создаваемыми укрывающими материалами и повышению уровня эффективности принимающей и передающей радиоаппаратуры.

Предлагаемая конструкция радиопрозрачного материала, работающая в широком диапазоне частот радиоволн от 3 до 30 ГГц, предназначенная для изготовления антенных укрытий, работающих только на прием или на излучение радиоволн позволяет обеспечить жесткость и прочность конструкции.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к защите антенн от воздействия внешних факторов окружающей среды. Техническим результатом является расширение диапазона частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц через многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн с одновременным упрощением его конструкции. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, отличается тем, что входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, отличающееся тем, что входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом.

2. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие по п.1, отличающееся тем, что на входном наружном слое нанесен слой для защиты от механических воздействий, например, из стеклопластика.