Ложная цель Российский патент 2017 года по МПК F41J2/02 

Изобретение относится к военной технике, а именно к конструкциям ложных целей, предназначенных для отвлечения средств радиоэлектронного вооружения от действительной цели, что увеличивает вероятность преодоления цели противоракетной обороны (ПРО) противника.

Известны ложные цели, выполненные в виде дипольных отражателей, которые изготавливают из проводящих нитей длиной полволны, на дискретные значения длин волн (Теоретические основы радиолокации под редакцией Я.Д. Ширмана. М., Советское радио, 1970). Из диполей формируют облака на внеатмосферном участке траектории, которые маскируют цель на дискретных значениях длин волн, но не могут имитировать цель по ее сигнальным характеристикам, что является их недостатком.

Известна конструкция ложной цели, выполненная в виде трехгранного уголкового отражателя, принятая за прототип изобретения (Теоретические основы радиолокации под редакцией Я.Д. Ширмана. М., Советское радио, 1970). Ложная цель содержит трехгранный уголковый отражатель. Прототип имеет узкий рабочий диапазон длин волн ±20%, что является его недостатком.

Признак прототипа, совпадающий с признаком изобретения, - отражатель.

Технический результат изобретения - увеличение диапазона рабочих длин волн ложной цели.

Технический результат изобретения достигается за счет выполнения ложной цели (ЛЦ) в виде диэлектрической антенны с сетчатым отражателем.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен осевой разрез ложной цели (ЛЦ), где введены обозначения: 1 - диэлектрический стержень; 2 - волновод; 3 - сетчатый отражатель (СО).

На фиг. 2 представлена конструкция СО 3, где обозначены: b - размер квадратных ячеек сетки; d - диаметр круглого волновода.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что ложная цель содержит: антенну 1, волновод 2 и СО 3 (фиг. 1).

Ложная цель выполнена в виде круглого диэлектрического стержня, заостренного на конце, плотно вставленного цилиндрической частью в закороченный круглый волновод до его торца. На расстоянии половины наименьшей длины волны λ₁/2 в волноводе первого, длинноволнового поддиапазона, в цилиндрической части стержня сделан сквозной поперечный разрез, в который плотно и соосно вставлен плоский отражатель. Отражатель выполнен из сетки тонких проводников с квадратными ячейками, размер которых b меньше половины наименьшей длины волны λ₁/2 в волноводе первого поддиапазона волн и равен половине наибольшей длины волны λ₂/2 в волноводе второго, коротковолнового поддиапазона. Длины волн λ₁/2 и λ₂/2 удовлетворяют неравенству:

λ₂/2=b<λ₁/2,

где λ₁ - наименьшая длина волны в волноводе первого, длинноволнового поддиапазона длин волн;

λ₂ - наибольшая длина волны в волноводе второго, коротковолнового поддиапазона длин волн;

b - размер квадратных ячеек сетчатого отражателя.

Стержень 1 выполнен из диэлектрического материала с малыми потерями (тангенс угла потерь меньше 10^-3), например полистирола или фторопласта. Длина цилиндрической части диэлектрического стержня равна длине волновода. Длина L конической части стержня больше четверти длины волны в воздухе, наименьшей длины волны λ₀₁ первого, длинноволнового поддиапазона ЛЦ.

СО 3 выполнен в виде плоской круглой сетки из тонких проводников с размером квадратных ячеек b и диаметров, равным диаметру волновода (фиг. 2). Наибольшая длина волны в волноводе второго поддиапазона λ₂ равна 2b.

Ширину диаграммы направленности ЛЦ по половинной мощности 2θ° оценивают по формуле

где λ_ср - средняя длина волны в выступающей из волновода части стержня длиной L.

Длина наибольшей, критической волны λ_с в круглом волноводе низшего порядка (основной волны) равна:

где d - минимально допустимый диаметр волновода.

Длина волны в волноводе λ со стержнем из диэлектрического материала, с относительной диэлектрической проницаемостью ε, равна:

λ_о - длина волны в воздухе.

Максимальное значение ЭПР ЛЦ, при значении длины волн λ₀ в воздухе, диаметре волновода и СО, равном d, и коэффициенте усиления антенны k, определяют по формуле

где - ЭПР СО;

d - диаметр волновода и СО;

λ₀ - длина волны, в воздухе;

k - коэффициент усиления антенны по мощности.

Формулы (2-5) заимствованы из книги Саусворта Дж. К. «Принципы и применения волноводной передачи», М., «Советское радио, 1955»).

Алгоритм расчета эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) ЛЦ, по заданным значениям наименьшей длины волны первого поддиапазона длин волн и наибольшей длине волны второго поддиапазона

1. Задают значение наименьшей длины волны λ₀₁ в воздухе первого поддиапазона.

2. По значению длины волны λ₀₁ в воздухе определяют наименьший допустимый диаметр волновода d, со стержнем, через критическую длину волны λ_с в круглом волноводе, для волны низшего порядка (основной волны) (3).

3. Рассчитывают значение наименьшей длины волны λ₁ в волноводе, со стержнем (4).

4. По значениям длин волн λ₁ и λ₂, определяют размер квадратной ячейки b сетки СО 3 (1).

5. По значению наибольшей длины волны λ₂ в волноводе второго поддиапазона, рассчитывают ее длину в воздухе λ₀₂ (4).

6. Максимальные значения ЭПР ЛЦ рассчитывают по значениям длин волн λ₀₁ и λ₀₂ (5).

Расчет ЭПР ЛЦ на длинах волн λ₀₁ и λ₀₂ воздухе

1. Значение наименьшей длины волны первого поддиапазона λ₀₁ в воздухе выбирают, например, равной 20 см.

2. По значению длины волны λ₀₁ определяют наименьший допустимый диаметр волновода d со стержнем, через критическую длину волны λ_с в круглом волноводе, определяют по формуле (2)

d=λ_c/l,71

Для длины волны в воздухе λ₀₁=20 см, диаметр волновода d должен быть не меньше λ_с/1,71=20 см/1,71=12 см.

3. По формуле (3) рассчитывают значение наименьшей длины волны λ₁ в волноводе со стержнем, которая равна:

λ₁=1,84⋅λ_c⋅λ₀₁/π⋅d√ε=1,84⋅1,71⋅20 см/π⋅√2,5=63 см/π⋅√2,5=63 см/3,14π⋅1,58=13 см.

4. По заданному значению наибольшей длины волны λ₀₂ второго поддиапазона в воздухе, например 15 см, рассчитывают ее значение λ₂ в волноводе по формуле (4)

λ₂=l,84⋅λ_c⋅λ₀₂/π⋅d√ε=1,84⋅1,71⋅15 см/π⋅√ε=47,2 см/3,14⋅1,58=9,5 см.

5. По значениям λ₁ и λ₂(1) определяют размер квадратной ячейки b сетки СПО:

λ₂/2=b<λ₁/2 или 4,75=b<6,5 см.

6. По формуле (5) рассчитывают максимальные значения ЭПР ЛЦ по значению длины волн λ₀ в воздухе и коэффициенте усиления антенны k=2:

,

ЭПР ЛЦ на наименьшей длине волны λ₀₁ первого поддиапазона в воздухе равна:

ЭПР ЛЦ на наибольшей длине волны λ₀₂ второго поддиапазона в воздухе равна:

.

При необходимости равенства значений ЭПР и их выравнивают путем нанесения на торец волновода радиопоглощающего материала с коэффициентом отражения по мощности (в примере в 4,5 раза).

Для того чтобы просочившаяся часть энергии волн первого поддиапазона была отражена торцом волновода синфазно отражению от СО 3, расстояние до торца волновода должно быть равно половине длины волны λ₁/2=6,5 см. Длины волн второго поддиапазона короче 2b, проходят через СО, отражаются от торца волновода и выходят через СО обратно. Путем изменения размера квадратных ячеек b регулирую максимальную длину волны второго поддиапазона.

Отличительные признаки формулы изобретения

Ложная цель выполнена в виде круглого диэлектрического стержня, заостренного на конце, плотно вставленного цилиндрической частью в закороченный круглый волновод до его торца, причем на расстоянии половины наименьшей длины волны λ₁/2 в волноводе первого длинноволнового поддиапазона, от торца волновода в цилиндрической части стержня сделан сквозной поперечный разрез, в который плотно и соосно вставлен плоский отражатель, выполненный из сетки тонких проводников с квадратными ячейками, размер которых b меньше половины длины наименьшей длины волны λ₁/2 первого поддиапазона волн в волноводе и равен половине наибольшей длины волны второго, коротковолнового поддиапазона λ₂/2, длины волн λ₁/2 и λ₂/2 удовлетворяют неравенству:

λ₂/2=b<λ₁/2,

где λ₁ - наименьшая длина волны в волноводе первого, длинноволнового поддиапазона длин волн;

λ₂ - наибольшая длина волны в волноводе второго, коротковолнового поддиапазона длин волн;

b - размер квадратных ячеек сетчатого отражателя.

Изобретение относится к военной технике, а именно к конструкциям ложных целей, предназначенных для отвлечения средств радиоэлектронного вооружения от действительной цели, что увеличивает вероятность преодоления цели противоракетной обороны (ПРО) противника. Ложная цель выполнена в виде круглого диэлектрического стержня 1, заостренного на конце, плотно вставленного цилиндрической частью в закороченный круглый волновод 2. На расстоянии половины наименьшей длины волны λ₁/2 в волноводе первого, длинноволнового поддиапазона, в цилиндрической части стержня сделан сквозной поперечный разрез стержня на расстоянии λ₁/2 от торца волновода. В разрез плотно и соосно вставлен плоский отражатель, выполненный из сетки тонких проводников с квадратными ячейками, размер которых меньше половины длины наименьшей длины волны λ₁/2 первого поддиапазона волн в волноводе и равен половине наибольшей длины волны второго, коротковолнового поддиапазона λ₂/2. Технический результат изобретения увеличение в 2 раза диапазона рабочих длин волн ложной цели. 2 ил.

Ложная цель, содержащая отражатель, отличающаяся тем, что выполнена в виде круглого диэлектрического стержня, заостренного на конце, плотно вставленного цилиндрической частью в закороченный круглый волновод до его торца, причем на расстоянии половины наименьшей длины волны λ1/2 в волноводе, первого длинноволнового поддиапазона, от торца волновода, в цилиндрической части стержня сделан сквозной поперечный разрез, в который плотно и соосно вставлен плоский отражатель, выполненный из сетки тонких проводников с квадратными ячейками, размер которых b меньше половины длины наименьшей длины волны λ1/2 первого поддиапазона волн в волноводе и равен половине наибольшей длины волны второго, коротковолнового поддиапазона λ2/2, длины волн λ1/2 и λ2/2 удовлетворяют неравенству:

λ2/2=b<λ1/2,

где λ1 - наименьшая длина волны в волноводе первого, длинноволнового поддиапазона длин волн;

λ2 - наибольшая длина волны в волноводе второго, коротковолнового поддиапазона длин волн;

b - размер квадратных ячеек сетчатого отражателя.