Ложная цель Российский патент 2017 года по МПК F41J2/00 

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

Известны ложные цели, выполненные в виде дипольных отражателей, которые изготавливают из проводящих нитей длиной полволны в требуемом количестве и дискретных значениях рабочего диапазона длин волн. (Теоретические основы радиолокации /под редакцией Я.Д. Ширмана. М.: Советское радио, 1970). Из диполей формируют облака, 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). Прототип состоит из металлического трехгранного уголкового отражателя. Прототип имеет узкий рабочий диапазон длин волн ±20%, что является его недостатком.

Технический результат изобретения - увеличение в N раз рабочего диапазона длин волн ложной цели.

Технический результат изобретения достигается за счет применения в ложной цели нескольких уголковых отражателей (N>1).

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен осевой разрез ложной цели (ЛЦ), где введены обозначения: 1, 2 и 3 - трехгранные уголковые отражатели (УО); 4 - корпус ложной цели.

На фиг. 2 представлена конструкция сетчатой грани УО, выполненная в форме 90° сектора круга, где обозначено b_i - размер квадратной ячейки грани i-го УО; a_i - длина ребра i-го УО.

Фиг. 3. График диаграммы направленности типичного трехгранного уголкового отражателя.

Фиг. 4. Таблица 1, где приведены параметры трех уголковых отражателей ложной цели.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что ложная цель содержит: N трехгранных уголковых отражателей (N>1) и корпус ложной цели 4 (фиг. 1).

Корпус 4 ЛЦ выполнен в виде отрезка цилиндрической металлической трубы, заглушенной на одном торце, в котором установлены жестко, один за другим, в порядке уменьшения рабочих длин волн поддиапазонов, и соосно корпусу, апертурами в направлении открытого торца корпуса.

УО 1, наиболее длинноволнового поддиапазона рабочего диапазона длин волн ЛЦ, установлен перед открытым торцом корпуса, спереди ЛЦ, а УО 3, наиболее короткого волнового поддиапазона, - в конце ЛЦ, последним.

Грани всех УО выполнены в форме 90° секторов круга - секторными (фиг. 2).

Грани N-1-х УО выполнены в виде сеток из тонких проводников с разными размерами квадратных ячеек b_i сеток (фиг. 2). Грани одного, самого коротковолнового УО 3, выполнены из металлических листов.

Для обеспечения работы ЛЦ в рабочем диапазоне длин волн необходимо, чтобы сетчатые грани УО были прозрачными для поддиапазонов более коротких длин волн и отражали волны поддиапазонов более длинных волн рабочего диапазона ЛЦ. Для этого размеры квадратных ячеек сетчатых граней УО должны удовлетворять неравенствам:

λ₂/2<b₁<λ₁/4, λ₃/2<b₂<λ₂/4, (1)

где λ₁ - наименьшая длина волны первого поддиапазона (i=1, 2, 3, …, N);

λ₂ - наибольшая длина волны 2-го поддиапазона;

λ₃ - наибольшая длина волны 3-го поддиапазона;

b₁ - размер квадратных ячеек сетчатых граней 1-го УО.

b₂ - размер квадратных ячеек сетчатых граней 2-го УО.

Грани N-го УО, самого коротковолнового поддиапазона, выполнены из металлических листов.

Запишем неравенства (1) в виде рекуррентного выражения для любого числа N-1 УО с сетчатыми гранями:

λ_(i+1)/2<b_i<λ_i/4, (2)

где λ_i - наименьшая длина волны первого поддиапазона;

λ_i+1 - наибольшая длина волны i-го поддиапазона;

b_i - размер квадратных ячеек сетчатых граней i-го УО.

Расстояние между соседними i-м и (i+1)-м уголковыми отражателями должно быть равно 0,5λ_i.

ЭПР УО зависит от длины его ребра а и длины волны λ, которая рассчитывается по формуле (3):

где σ - ЭПР УО;

а - длина ребра УО;

λ - длина волны, на которой определяется ЭПР УО.

Формула (3) заимствована из Саусворта Дж.К. Принципы и применения волноводной передачи. М.: Советское радио, 1955).

1. Определение параметров уголковых отражателей ЛЦ

Для примера определим рабочие длины поддиапазонов, полного рабочего диапазона ЛЦ для трех УО и минимально необходимое расстояние между ними.

Чтобы сетчатые грани первого и второго УО выполняли свою функцию: пропускали волны коротковолнового поддиапазона и отражали длинноволнового, установлено, что размеры квадратных ячеек граней УО должны удовлетворять неравенствам (1):

λ₃/2<b₂<λ₂/4, λ₂/2<b₁<λ₁/4, (1)

где λ₁ - минимальная длина волны первого поддиапазонах;

λ₂ и λ₃ - максимальные длины волн второго и третьего поддиапазонов всего рабочего диапазона ЛЦ;

b₁ и b₂ - размеры квадратных ячеек сетчатых граней первого и второго УО.

Например, при наименьшей рабочей длине волны первого поддиапазона ЛЦ λ₁=30 см, в соответствии с неравенствами (1), определим максимальные длины волн второго и третьего поддиапазонов и размеры ячеек сетчатых граней их УО. При λ₁=30 см размер b₁ ячеек граней первого УО, чтобы они отражали волны больше 30 см, должен быть меньше λ₁/4=7,5 см, например b₁=7,4 см.

Ячейки с размером b₁=7,4 см сеточных граней первого УО пропускают волны второго поддиапазона λ₂ длиной меньше удвоенного размера b₁=7,4 см, например λ₂=14,6 см,

При длине волны второго поддиапазона λ₂=14,6 см, размер b₂ ячеек граней второго УО должен быть меньше λ₂/4=3,65 см, например 3,55 см.

Ячейки с размером b₂=3,55 см сеточных граней УО второго поддиапазона будут пропускать волны третьего поддиапазона λ₃ длиной меньше удвоенного размера b₂=3,55 см, например λ₃=7 см.

Третий УО с гранями, выполненными из металлических листов, будет отражать все падающие на него волны.

Параметры УО занесены в таблицу 1 (фиг. 3).

Расстояние между апертурами первого и второго УО должно равняться λ₁/2=14,6 см (доказательство см. ниже).

Расстояние между апертурами второго и третьего УО должно равняться λ₂/2=7,3 см.

2. Работа ложной цели

В первом, самом длинноволновом поддиапазоне ЛЦ, волны радара, облучающего ее, отражаются от граней первого УО, т.к. размеры ячеек b₁ его граней меньше четверти минимальной длины волны первого поддиапазона λ₁/4 (b₁=7,4<λ₁/4=7,5 см).

Волны второго поддиапазона проходят сквозь сетчатые грани первого УО, т.к. размеры ячеек b₁ его граней превышают половину длины волны второго поддиапазона (λ₂=14,6) и отражаются от второго УО, т.к. размер квадратных ячеек b₂ его сетчатых граней меньше четверти длины волны второго поддиапазона (3,55=b₂<λ₂/4=3,65) и проходят обратно через грани первого УО, т.к. размеры его ячеек b₁ больше половины длин волн второго поддиапазона.

Волны третьего поддиапазона проходят сквозь грани первого и второго УО, т.к. размеры ячеек b₁ и b₂ их граней превышают половину длин волн третьего поддиапазона (λ₃/2<b₂, b₁), отражаются от граней третьего УО, выполненных из металлических листов, и возвращаются обратно сквозь грани первого и второго УО.

Расстояние между первым и вторым УО выполняют кратным половине длины минимальной длины волны первого поддиапазона (λ₁/2=15), чтобы волны первого поддиапазона, частично прошедшие через сетчатые грани первого УО, отразились от граней второго УО и вернулись обратно синфазно с отражениями от граней первого УО.

Расстояние между вторым и третьим УО выполняют кратным половине длины волны второго поддиапазона (λ₂/2=14,6), чтобы волны второго поддиапазона, частично прошедшие через сетчатые грани второго УО, отразились от граней третьего УО и вернулись обратно синфазно с отражениями от второго УО.

Необходимые длины ребер a_i каждого УО, при заданном значении ЭПР УО, определяют по формуле (4), разрешенной относительно длины ребра.

Отличительные признаки изобретения

Введены: корпус, выполненный в виде отрезка металлической цилиндрической трубы с одним заглушенным торцом, и N-1 трехгранных уголковых отражателей, грани которых выполнены из сеток тонких проводников с квадратными ячейками. Все N уголковых отражателей жестко закреплены в корпусе ложной цели, один за другим, в порядке уменьшения рабочих длин волн поддиапазонов, и соосно корпусу, апертурами в направлении открытого торца корпуса. Причем уголковый отражатель самого длинноволнового поддиапазона установлен перед открытым торцом корпуса, а перед его заглушенным торцом - уголковый отражатель самого коротковолнового поддиапазона, грани которого выполнены из металлических листов, кроме того, размеры ячеек bi сеток граней i-го (i=1, 2, …, N-1) уголкового отражателя и длин волн поддиапазонов уголковых отражателей удовлетворяют неравенствам:

λ_(i+1)/2<b_i<λ_i/4,

где λ_i - наибольшая длина волны i-го поддиапазона;

λ_(i+1) - наименьшая длина волны i-го поддиапазона;

λ_i-λ_(i+1) - ширина i-го поддиапазона;

b_i - размер квадратных ячеек сетчатых граней i-го уголкового отражателя,

причем расстояние между соседними i-м и (i+1)-м уголковыми отражателями равно 0,5λ_i,

λ₁ - наименьшая длина волны первого поддиапазона;

λ₂ - наибольшая длина волны второго поддиапазона;

λ₃ - наибольшая длина волны третьего поддиапазона;

b₁ - размер квадратных ячеек сетчатых граней первого уголкового отражателя;

b₂ - размер квадратных ячеек сетчатых граней второго уголкового отражателя.

Изобретение относится к военной технике – к конструкциям ложных целей. Ложная цель выполнена из отрезка металлической трубы (4) с одним заглушенным торцом и трехгранных уголковых отражателей в количестве N штук. У N-1 трехгранных уголковых отражателей грани выполнены из сеток тонких проводников с квадратными ячейками. Все N уголковых отражателей жестко закреплены в корпусе ложной цели один за другим в порядке уменьшения рабочих длин волн поддиапазонов и соосно корпусу апертурами в направлении открытого торца корпуса. Уголковый отражатель самого длинноволнового поддиапазона установлен перед открытым торцом корпуса. Перед заглушенным торцом установлен уголковый отражатель самого коротковолнового поддиапазона, грани которого выполнены из металлических листов. Размеры ячеек b_i сеток граней i-го (i=1, 2, …, N-1) уголкового отражателя и длин волн поддиапазонов уголковых отражателей удовлетворяют неравенствам:

λ_(i+1)/2<b_i<λ_i/4,

где i - принимает значения 1, 2, …, N (i - № уголковых отражателей и поддиапазонов длин волн, начиная с самого длинноволнового);

λ - наименьшая длина волны первого поддиапазона;

λ_(i+1) - наибольшая длина волны следующего поддиапазона;

b_i - размер квадратных ячеек сетчатых граней i-го уголкового отражателя.

Расстояние между соседними i-м и (i+1)-м уголковыми отражателями равно 0,5λ_i. Обеспечивается увеличение количества рабочих диапазонов длин волн ложной цели. 1 табл., 3 ил.

Ложная цель, содержащая трехгранный уголковый отражатель, грани которого выполнены из металлических листов, отличающаяся тем, что введены корпус, выполненный в виде отрезка металлической трубы с одним заглушенным торцом, и N-1 трехгранных уголковых отражателей, грани которых выполнены из сеток тонких проводников с квадратными ячейками, при этом все N уголковых отражателей жестко закреплены в корпусе ложной цели один за другим в порядке уменьшения рабочих длин волн поддиапазонов и соосно корпусу апертурами в направлении открытого торца корпуса, причем уголковый отражатель самого длинноволнового поддиапазона установлен перед открытым торцом корпуса, а перед его заглушенным торцом - уголковый отражатель самого коротковолнового поддиапазона, грани которого выполнены из металлических листов, причем размеры ячеек b_i сеток граней i-го (i=1, 2, …, N-1) уголкового отражателя и длин волн поддиапазонов уголковых отражателей удовлетворяют неравенствам:

λ_(i+1)/2<b_i<λ_i/4,

где i - принимает значения 1, 2, …, N (i - № уголковых отражателей и поддиапазонов длин волн начиная с самого длинноволнового);

λ_i - наименьшая длина волны первого поддиапазона;

λ_(i+1) - наибольшая длина волны следующего поддиапазона;

b_i - размер квадратных ячеек сетчатых граней i-го уголкового отражателя,

причем расстояние между соседними i-м и (i+1)-м уголковыми отражателями равно 0,5λ_i.