RU2699306C1 - Antenna cover - Google Patents

Antenna cover Download PDF

Info

Publication number
RU2699306C1
RU2699306C1 RU2018136452A RU2018136452A RU2699306C1 RU 2699306 C1 RU2699306 C1 RU 2699306C1 RU 2018136452 A RU2018136452 A RU 2018136452A RU 2018136452 A RU2018136452 A RU 2018136452A RU 2699306 C1 RU2699306 C1 RU 2699306C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
aperture
edges
level
shelter
Prior art date
Application number
RU2018136452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Витальевич Волков
Евгений Владимирович Кравцов
Руслан Иванович Рюмшин
Михаил Афанасьевич Серебряков
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2018136452A priority Critical patent/RU2699306C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2699306C1 publication Critical patent/RU2699306C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

FIELD: antenna equipment.
SUBSTANCE: antenna cover (AC) relates to UHF radiotechnics and is intended for covering of mirror antenna systems of radioelectronic devices against unfavorable effect of environment. AC consists of base and standard elements of triangular or segment configuration, made of radiotransparent material and fixed to each other in form of hemisphere. At the same time in the hemisphere parallel to the base there installed are two disks from the radar absorbent material, one of which is installed at the level of the lower edge of the aperture of the covered mirror antenna, and the second one – at the level of the upper edge of the aperture of the covered mirror antenna, at that discs edges are rounded, bottom edges are down, and top edges are upwards. At that radius and height of rounding do not exceed five wave lengths while removal of rounds from corresponding edges of antenna aperture makes at least fifteen wave lengths.
EFFECT: improved characteristics of noise immunity, electromagnetic compatibility and spatial selection of signals of radioelectronic devices.
1 cl, 4 dwg

Description

Устройство относится к радиотехнике СВЧ и предназначено для укрытия зеркальных антенных систем радиоэлектронных средств (РЭС) от неблагоприятного воздействия внешней среды.The device relates to microwave electronics and is intended to shelter the mirror antenna systems of electronic devices (RES) from the adverse effects of the external environment.

Известны антенные укрытия различной формы, выполненные из радиопрозрачных элементов (модулей) различной конфигурации и предохраняющие антенные системы РЭС от воздействия неблагоприятных факторов (см., например, авт. свид. ЧССР №247237, МПК HO1Q 1/00 и №269376, МПК HO1Q 1/42; пат. Японии №57 - 23450, МПК HO1Q 1/42, заявки Японии №60 - 105301, МПК HO1Q 1/02, HO1Q 1/42, №60 - 191502, МПК HO1Q 3/08, HO1Q 1/12 и №60 - 239107, МПК HO1Q 1/27 и №3615645, МПК HO1Q 1/00; заявку Великобритании №2215137, МПК HO1Q 1/42).Known antenna shelters of various shapes made of translucent elements (modules) of various configurations and protecting the antenna systems of RES from the influence of adverse factors (see, for example, auth. Certificate Czechoslovakia No. 247237, IPC HO1Q 1/00 and No. 269376, IPC HO1Q 1 / 42; Japanese Patent No. 57 - 23450, IPC HO1Q 1/42, Japanese Applications No. 60 - 105301, IPC HO1Q 1/02, HO1Q 1/42, No. 60 - 191502, IPC HO1Q 3/08, HO1Q 1/12 and No. 60 - 239107, IPC HO1Q 1/27 and No. 3615645, IPC HO1Q 1/00; application of Great Britain No. 2215137, IPC HO1Q 1/42).

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству (прототипом) является антенное укрытие, описанное в заявке ФРГ №3430657, МПК HO1Q 1/42 и выполненное из отдельных стандартных элементов (модулей) треугольной или сегментной формы, изготовленных из радиопрозрачного материала. Укрытие не содержит металлической арматуры и мало влияет на характеристики антенн.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the proposed device (prototype) is the antenna cover described in the application of Germany No. 3430657, IPC HO1Q 1/42 and made of separate standard elements (modules) of a triangular or segment shape made of radiolucent material. The shelter does not contain metal fittings and has little effect on the characteristics of the antennas.

Недостатком известного антенного укрытия является отсутствие элементов пространственной селекции излучаемых (принимаемых) сигналов антенной, расположенной в укрытии. Что обусловливает недостаточную защищенность антенны от самонаводящегося на излучение оружия, а так же помехоустойчивость и электромагнитную совместимость.A disadvantage of the known antenna shelter is the lack of spatial selection of the emitted (received) signals of the antenna located in the shelter. This leads to insufficient protection of the antenna from weapons homing on radiation, as well as noise immunity and electromagnetic compatibility.

Задача, на решении которой направлено заявляемое изобретение, заключается в изменении конструкции антенного укрытия для приобретения им свойства пространственной селекции электромагнитных излучений в вертикальной плоскости.The problem to which the invention is directed is to change the design of the antenna cover to acquire the property of spatial selection of electromagnetic radiation in a vertical plane.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в снижении уровня бокового и заднего излучения (приема) апертурных антенн в вертикальной плоскости, расположенных в укрытии, приводящем к улучшению характеристик живучести, помехоустойчивости и электромагнитной совместимости системы «антенна - укрытие».The technical result to which the invention is directed is to reduce the level of lateral and rear radiation (reception) of aperture antennas in a vertical plane located in a shelter, leading to improved survivability, noise immunity and electromagnetic compatibility of the antenna-shelter system.

Технический результат достигается тем, что в известное антенное укрытие, состоящее из основания и стандартных элементов (модулей) треугольной или сегментной конфигурации, изготовленных из радиопрозрачного материала и закрепленных между собой в виде полусферы, согласно изобретению в полусферу параллельно основанию установлены два диска из радиопоглощающего материала, один из которых установлен на уровне нижней кромки апертуры укрываемой зеркальной антенны, а второй - на уровне верхней кромки апертуры укрываемой зеркальной антенны, причем края дисков закруглены, нижнего - вниз, а верхнего - вверх, при этом радиус и высота закруглений не превышает пяти длин волн, а удаление скруглений от соответствующих кромок апертуры антенны составляет не менее чем пятнадцать длин волн.The technical result is achieved by the fact that in the well-known antenna cover consisting of a base and standard elements (modules) of a triangular or segment configuration made of radiolucent material and fixed to each other in the form of a hemisphere, according to the invention, two disks of radar absorbing material are installed in the hemisphere parallel to the base, one of which is installed at the level of the lower edge of the aperture of the covered mirror antenna, and the second - at the level of the upper edge of the aperture of the covered mirror antenna, whereby the edges of the disks are rounded, the lower - down, and the upper - up, while the radius and height of the curves do not exceed five wavelengths, and the removal of fillets from the corresponding edges of the antenna aperture is at least fifteen wavelengths.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в известное антенное укрытие параллельно основанию установлены два диска из радиопоглощающего материала, один из которых установлен на уровне нижней кромки апертуры укрываемой зеркальной антенны, а второй - на уровне верхней кромки апертуры укрываемой зеркальной антенны, причем края дисков закруглены, нижнего - вниз, а верхнего - вверх, при этом радиус и высота закруглений не превышает пяти длин волн, а удаление скруглений от соответствующих кромок апертуры антенны составляет не менее чем пятнадцать длин волн.The essence of the invention lies in the fact that in the known antenna cover two disks of radar absorbing material are installed parallel to the base, one of which is installed at the level of the lower edge of the aperture of the covered mirror antenna, and the second is at the level of the upper edge of the aperture of the covered mirror antenna, and the edges of the disks are rounded , the bottom - down, and the top - up, while the radius and height of the curves does not exceed five wavelengths, and the removal of the fillets from the corresponding edges of the antenna aperture is not enee than fifteen wavelengths.

Предлагаемое изобретение обеспечивает достижение положительного эффекта за счет введения в известное укрытие двух радиопоглощающих дисков, при соответствующем выборе размеров которых, обеспечивается экранирование и одновременное поглощение части энергии, которая учувствует в формировании ближних и дальних боковых лепестков диаграммы направленности антенны, в результате чего улучшается пространственная селекция сигналов и уменьшается уровень боковых лепестков, уменьшается радиозаметность укрываемого изделия и повышается его помехозащищенность.The present invention provides a positive effect by introducing into a well-known shelter two radio-absorbing disks, with an appropriate choice of sizes of which, shielding and simultaneous absorption of part of the energy that is involved in the formation of the near and far side lobes of the antenna radiation pattern are ensured, resulting in improved spatial signal selection and the level of the side lobes decreases, the radio visibility of the covered product decreases and it increases in ehozaschischennost.

Конструкция и принцип действия предлагаемого антенного укрытия поясняются фиг. 1-3.The design and operation of the proposed antenna shelter are illustrated in FIG. 1-3.

На фиг. 1, 2 изображена конструкция предлагаемого укрытия, причем отличие фиг. 1 от фиг. 2 заключается в том, что в первом случае показан раскрыв зеркальной антенны, а во втором - ее вид сбоку. Фиг. 3, дает представление об основных размерах укрытия и принципе его действия.In FIG. 1, 2 shows the design of the proposed shelter, the difference of FIG. 1 from FIG. 2 consists in the fact that in the first case, the opening of the mirror antenna is shown, and in the second, its side view. FIG. 3, gives an idea of the basic dimensions of the shelter and the principle of its operation.

На фиг. 4 приведены результаты моделирования на ЭВМ диаграммы направленности антенны под укрытием с дисками и без них.In FIG. Figure 4 shows the results of computer simulation of the antenna pattern under cover with and without disks.

На фиг. 1, 2 представлено антенное укрытие, где обозначено: 1 - стандартные радиопрозрачные элементы (модули) треугольной или сегментной конфигурации, соединенные между собой таким образом, что все вместе образуют сфероидальную форму укрытия, 2 - два диска из радиопоглощающего материала, расположенных по ширине внутри и вне укрытия, причем нижний диск установлен на уровне нижней кромки апертуры укрываемой антенны, а верхний диск - на уровне верхней кромки апертуры укрываемой антенны, 3 - зеркальная антенна, 4 - основание укрытия, 5 - скругления дисков, радиус и высота которых не превышает пяти длин волн.In FIG. 1, 2 presents an antenna cover, where it is indicated: 1 - standard radiolucent elements (modules) of a triangular or segment configuration, interconnected in such a way that together form a spheroidal shape of the shelter, 2 - two discs of radar absorbing material located across the width inside and outside the shelter, and the lower disk is installed at the level of the lower edge of the aperture of the covered antenna, and the upper disk is at the level of the upper edge of the aperture of the covered antenna, 3 is a mirror antenna, 4 is the base of the shelter, 5 is the rounding of the disks, p radius and a height of not more than five wavelengths.

Принцип действия укрытия заключается в следующем.The principle of the shelter is as follows.

В отличие от укрытия - прототипа, которое практически беспрепятственно пропускает электромагнитную энергию, излучаемую (принимаемую) зеркальной антенной, во всех направлениях и служит, в основном, для защиты антенны от воздействия метеофакторов (дождь, снег, гололед, туман и т.д.), в предлагаемом укрытии наряду с сохранением его защитных свойств, обеспечиваемым радиопрозрачными элементами 1 (фиг. 1, 2), введенными радиопоглощающими дисками 2 при соответствующем выборе их размеров и расположении обеспечиваются экранирование и одновременное поглощение части энергии, которая участвует в формировании ближних и дальних боковых лепестков диаграммы направленности антенны 3 в угломестной плоскости. То есть диски 2 экранируют и поглощают ту часть энергии основного лепестка диаграммы направленности облучателя, которая затекает за края зеркала, поскольку в большинстве зеркальных антенн для формирования требуемого амплитудного распределения в раскрыве края зеркала облучаются на уровне 0,1÷0,2 от максимальной энергии облучателя. Кроме того, диски 2 поглощают энергию боковых лепестков облучателя в вертикальной плоскости, а также энергию, создаваемую токами, затекающими за кромку зеркала, если в последнем не приняты специальные меры, устраняющие это затекание.In contrast to the shelter - the prototype, which practically unhindered passes electromagnetic energy emitted (received) by the mirror antenna in all directions and serves mainly to protect the antenna from the effects of meteorological factors (rain, snow, ice, fog, etc.) , in the proposed shelter, along with the preservation of its protective properties provided by the radiolucent elements 1 (Fig. 1, 2), introduced by the radar absorbing disks 2, with the appropriate choice of their size and location, shielding and simultaneous the absorption of the part of the energy that is involved in the formation of the near and far side lobes of the radiation pattern of the antenna 3 in the elevation plane. That is, the disks 2 shield and absorb that part of the main lobe of the irradiator radiation pattern that flows beyond the edges of the mirror, since in most mirror antennas the edges of the mirror are irradiated at the level of 0.1 ÷ 0.2 of the maximum irradiator energy to form the required amplitude distribution in the aperture . In addition, the disks 2 absorb the energy of the side lobes of the irradiator in a vertical plane, as well as the energy created by currents flowing over the edge of the mirror, unless the latter has taken special measures to eliminate this leakage.

Для эффективного экранирования и поглощения энергии нежелательных излучений расстояние между зеркалом 3 и дисками 2 должно выбираться из условия: h-L<<λ, где λ - длина волны, h - расстояние между радиопоглощающими дисками, L - вертикальный размер раскрыва зеркала (см. фиг. 3).For effective screening and absorption of unwanted radiation energy, the distance between the mirror 3 and the disks 2 should be selected from the condition: hL << λ, where λ is the wavelength, h is the distance between the radar absorbing disks, L is the vertical size of the aperture of the mirror (see Fig. 3 )

Введение в укрытие радиопоглощающих дисков 2 (фиг. 1, 2) производит затенение излучающего раскрыва антенны 3, который участвует в образовании, как основного, так и боковых лепестков диаграммы направленности [Г.З. Азенберг, В.Г. Ямпольский, О.Н. Терешин Антенны УКВ. - М.: Связь, 1977, т. II.]. Затенение происходит по закону tgθ, где θ - угол падения луча по отношению к нормали раскрыва. Действительно, размер затененной части раскрыва АВ (фиг. 3) определяется соотношением:Introduction to the shelter of the radio-absorbing discs 2 (Fig. 1, 2) shades the radiating aperture of the antenna 3, which is involved in the formation of both the main and side lobes of the radiation pattern [G.Z. Asenberg, V.G. Yampolsky, O.N. Tereshin VHF Antennas. - M.: Communication, 1977, T. II.]. Shading occurs according to the law tgθ, where θ is the angle of incidence of the beam with respect to the normal of the aperture. Indeed, the size of the shaded part of the aperture AB (Fig. 3) is determined by the ratio:

Figure 00000001
Figure 00000001

где R - внешний радиус радиопоглощающего диска, z - глубина зеркала в вертикальной плоскости, которая находится из выражения

Figure 00000002
Здесь ƒ - фокусное расстояние образующей зеркала. При этом в силу известной зависимости тангенса от угла степень затенения существенно по разному сказывается в области основного и боковых лепестков. Теоретически затенение приводит к расширению основного лепестка и снижению его уровня, что естественно нежелательно. Но аналогичным образом это сказывается и на боковых лепестках, что в данном случае необходимо. Анализ показывает, что для антенны с размерами раскрыва в вертикальной плоскости L≥10λ для всех направлений передней полусферы в пределах формирования основного лепестка (θ≤10°) затенение слабо сказывается на формировании этого лепестка диаграммы направленности антенны и непосредственно примыкающих к нему боковых лепестков. Для области же ближних (θ≥10°) и особенно дальних боковых лепестков (θ≈30°÷90°) имеет место существенное снижение их уровня, как за счет затенения, так и за счет поглощения затекающей энергии основного и боковых лепестков облучателя. Для приближенной количественной оценки этого снижения в вертикальной плоскости в пределах θ = ±90° может быть использован апертурный метод расчета диаграммы направленности ƒc(θ) системы «зеркальная антенна - укрытие», рассчитываемый с помощью известного выражения [Г.З. Азенберг, В.Г. Ямпольский, О.Н. Терешин Антенны УКВ. - М.: Связь, 1977, т. II. - 288 с.]:where R is the outer radius of the radar absorbing disk, z is the depth of the mirror in the vertical plane, which is found from the expression
Figure 00000002
Here ƒ is the focal length of the generatrix of the mirror. Moreover, due to the well-known dependence of the tangent on the angle, the degree of shading affects the main and side lobes significantly differently. Theoretically, shading leads to the expansion of the main lobe and lower its level, which is naturally undesirable. But in a similar way, this affects the side lobes, which is necessary in this case. The analysis shows that for an antenna with aperture dimensions in the vertical plane L≥10λ for all directions of the front hemisphere within the formation of the main lobe (θ≤10 °), shading weakly affects the formation of this lobe of the antenna pattern and the side lobes directly adjacent to it. For the region of near (θ≥10 °) and especially distant side lobes (θ≈30 ° ÷ 90 °), their level is significantly reduced, both due to shading and due to absorption of the flowing energy of the main and side lobes of the irradiator. For an approximate quantitative assessment of this decrease in the vertical plane within θ = ± 90 °, the aperture method of calculating the radiation pattern ƒ c (θ) of the "mirror antenna - shelter" system, calculated using the well-known expression [G.Z. Asenberg, V.G. Yampolsky, O.N. Tereshin VHF Antennas. - M .: Communication, 1977, T. II. - 288 p.]:

Figure 00000003
Figure 00000003

где А(х) - амплитудное распределение поля в раскрыве, выражаемое через характеристику направленности облучателя,

Figure 00000004
- коэффициент фазы.where A (x) is the amplitude field distribution in the aperture, expressed through the directivity of the irradiator,
Figure 00000004
- phase coefficient.

Если ввести нормированную переменную х' в виде

Figure 00000005
то с учетом фиг. 3 выражение (2) преобразуется к расчетному соотношению следующего вида:If we introduce a normalized variable x 'in the form
Figure 00000005
then in view of FIG. 3, expression (2) is converted to a calculated ratio of the following form:

Figure 00000006
Figure 00000006

Поскольку в пределы интегрирования входят параметры (размеры) системы «антенна - укрытие», то выражение (3) позволяет помимо оценки диаграммы направленности решать и обратную задачу, связанную с обоснованным выбором параметров при заданном уровне боковых лепестков и ширине основного лепестка.Since the integration (includes parameters) of the “antenna - shelter” system, expression (3) allows, in addition to assessing the radiation pattern, to solve the inverse problem associated with a reasonable choice of parameters for a given level of side lobes and the width of the main lobe.

Необходимость учета различных факторов при формировании диаграммы направленности системы «антенна-укрытие» делает затруднительным удовлетворительное аналитическое описание направленных свойств этой системы в широком секторе углов θ=0°-180°. Поэтому для оценочных расчетов в секторе θ=0°-90° используем соотношение (3), разделив этот сектор на область основного, ближних и дальних боковых лепестков и, вводя в каждом случае некоторое эквивалентное амплитудное распределение, учитывающее поглощение нежелательных излучений облучателя и затекающих за кромку зеркала токов возрастающей скоростью спадания этого распределения к краям. Подбор скорости спадания производится исходя из экспериментальных данных, например, для зеркальных антенн с блендами, приведенных в [В.Г. Ямпольский, О.П. Фролов. Антенны и ЭМС, - М.: Радио связь, 1983. - 272 с.].The need to take into account various factors when forming the radiation pattern of the antenna-shelter system makes it difficult to provide a satisfactory analytical description of the directional properties of this system in a wide sector of angles θ = 0 ° -180 °. Therefore, for evaluating calculations in the sector θ = 0 ° -90 °, we use relation (3), dividing this sector into the region of the main, near and far side lobes and introducing in each case some equivalent amplitude distribution taking into account the absorption of unwanted radiation from the irradiator and the edge of the current mirror with an increasing decay rate of this distribution to the edges. The decay rate is selected based on experimental data, for example, for reflector antennas with hoods given in [V.G. Yampolsky, O.P. Frolov. Antennas and EMC, - M .: Radio communication, 1983. - 272 p.].

Тогда для указанного сектора описание направленных свойств можно представить в виде:Then, for the indicated sector, a description of the directed properties can be represented as:

Figure 00000007
Figure 00000007

Здесь А(х'), A1(x'), А2(х') - амплитудные распределения с нарастающей скоростью убывания.Here A (x '), A 1 (x'), A 2 (x ') are the amplitude distributions with an increasing rate of decrease.

В качестве амплитудного распределения могут быть приняты распространенные аппроксимации вида:As an amplitude distribution, common approximations of the form can be taken:

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

где n>1, Δ<1. При этом значения параметров n и Δ для каждого из секторов (4) подбираются с учетом экспериментальных данных.where n> 1, Δ <1. In this case, the values of the parameters n and Δ for each of the sectors (4) are selected taking into account the experimental data.

Результаты численного моделирования, проведенного в соответствии с (3) и (4), показывают, что предлагаемая конструкция антенного укрытия обеспечивает снижение уровня ближних боковых лепестков в среднем не менее чем на 10 дБ, а дальних боковых не менее чем на 20 дБ. При этом ширина основного лепестка увеличивается незначительно (см. фиг. 4), где сплошной линией изображена нормированная диаграмма направленности антенны под укрытием без дисков, а штриховой - антенны под укрытием при ширине диска перед раскрывом антенны 15λ.The results of numerical modeling carried out in accordance with (3) and (4) show that the proposed design of the antenna cover provides a decrease in the level of near side lobes by an average of at least 10 dB, and distant side lobes by at least 20 dB. In this case, the width of the main lobe increases slightly (see Fig. 4), where the solid line shows the normalized radiation pattern of the antenna under cover without disks, and the dashed line shows the antenna under cover with a disk width before opening the antenna 15λ.

По результатам моделирования можно также сделать вывод о том, что радиус диска должен обеспечивать его размер перед раскрывом не менее пятнадцать длин волн, то есть R≥z+15λ или

Figure 00000010
Based on the simulation results, we can also conclude that the radius of the disk must ensure its size before opening at least fifteen wavelengths, that is, R≥z + 15λ or
Figure 00000010

При этом должно выполняться неравенство R≥r1, где r1 - радиус основания сфероидальной части укрытия (фиг. 3), который выбирается из условия обеспечения возможности вращения зеркальной антенны в горизонтальной плоскости (при необходимости такого вращения)

Figure 00000011
где LГ - горизонтальный размер раскрыва антенны.In this case, the inequality R≥r 1 should be fulfilled, where r 1 is the radius of the base of the spheroidal part of the shelter (Fig. 3), which is selected from the condition that the mirror antenna can rotate in the horizontal plane (if such rotation is necessary)
Figure 00000011
where L G is the horizontal size of the aperture of the antenna.

Скругления 5 выступающих краев радиопоглощающих дисков 2 (фиг. 1) обеспечивают лучшее согласование излучающего раскрыва с пространством, уменьшают уровень бокового излучения, а также частично компенсируют возможное расширение главного лепестка из-за затенения части раскрыва антенны, поскольку скругления несколько расширяют излучающую апертуру. При этом радиус r2 скругления целесообразно выбирать в пределах пяти длин волн, то есть r2≤5λ, а высота скругления не должна превышать его радиуса, то есть m≤r2.The fillets 5 of the protruding edges of the radar absorbing discs 2 (Fig. 1) provide better matching of the radiating aperture with the space, reduce the level of lateral radiation, and partially compensate for the possible expansion of the main lobe due to the shadowing of the antenna aperture, because fillets slightly expand the radiating aperture. Moreover, the radius of the fillet r 2 is advisable to choose within five wavelengths, that is, r 2 ≤5λ, and the fillet height should not exceed its radius, that is, m≤r 2 .

Толщина радиопоглощающего слоя d выбирается из условия обеспечения ослабления энергии падающей электромагнитной волны на (20÷40) дБ.The thickness of the radar absorbing layer d is selected from the condition of ensuring attenuation of the energy of the incident electromagnetic wave by (20 ÷ 40) dB.

Что касается области углов, занимаемых задними лепестками, то в качестве оценки эффективности подавления нежелательного излучения (приема) в этом секторе может быть использован по аналогии с зеркальными антеннами коэффициент защитного действия. Он представляет собой нормированный уровень поля в заднем полупространстве (θ>90°).As for the area of angles occupied by the rear lobes, a coefficient of protective action can be used as an estimate of the effectiveness of suppressing unwanted radiation (reception) in this sector, by analogy with mirror antennas. It represents the normalized field level in the back half-space (θ> 90 °).

Если используется аппроксимация вида (6), то коэффициент защитного действия Кз антенны без заявляемого укрытия в обозначениях фиг. 3, при n=2, может быть представлен в виде [В.Г. Ямпольский, О.П. Фролов Антенны и ЭМС, - М.: Радио связь, 1983. - 272 с.]:If approximation of the form (6) is used, then the coefficient of protective action K s of the antenna without the claimed cover in the notation of FIG. 3, with n = 2, can be represented as [V.G. Yampolsky, O.P. Frolov Antennas and EMC, - M.: Radio communication, 1983. - 272 p.]:

Figure 00000012
Figure 00000012

Например, для большинства практически используемых антенн 1-Δ=0,316(-10 дБ), Ψ0=60°-105°. Пример для длиннофокусной антенны (распространенный случай укрываемых антенн) Ψ0=60°, λ=0,1 м, L=20λ, тогда (7) Кз составит - 31,7 дБ.For example, for most practically used antennas 1-Δ = 0.316 (-10 dB), Ψ 0 = 60 ° -105 °. Example for a long-antenna (common case concealable antennas) Ψ 0 = 60 °, λ = 0,1 m, L = 20λ, then (7) By the amount of - 31.7 dB.

Излучение системы «антенна - предлагаемое укрытие» в заднем полупространстве будет определяться дифракцией поля облучателя и поля излучающего раскрыва в виде раствора дисков со скругленными краями.The radiation from the “antenna - proposed shelter” system in the rear half-space will be determined by the diffraction of the irradiator field and the field of the radiating aperture in the form of a solution of disks with rounded edges.

Защитное действие относительно поля облучателя может быть определено равенствомThe protective action relative to the field of the irradiator can be determined by the equality

Figure 00000013
Figure 00000013

где ƒ(Ψ) - диаграмма направленности облучателя.where ƒ (Ψ) is the radiation pattern of the irradiator.

Для заявляемого укрытия Ψ1>Ψ0 (фиг. 3), поэтому кромка дисков возбуждается боковыми лепестками облучателя. Для большинства практически используемых антенн

Figure 00000014
Поэтому оценка, приведенная в соответствии с (8) для выбранных исходных данных, показывает, что защитное действие системы «антенна - предлагаемое укрытие» по сравнению с системой без такого укрытия относительно действия облучателя не менее чем на 20 дБ лучше.For the claimed shelter Ψ 1 > Ψ 0 (Fig. 3), therefore, the edge of the discs is excited by the side lobes of the irradiator. For most practical antennas
Figure 00000014
Therefore, the estimate given in accordance with (8) for the selected initial data shows that the protective effect of the “antenna - proposed shelter” system is not less than 20 dB better than the system without such a shelter relative to the action of the irradiator.

Оценка защитного действия относительно фактора дифракции поля излучающего раскрыва на его кромке может быть получена с помощью приближенного соотношения:An assessment of the protective action with respect to the field diffraction factor of the radiating aperture at its edge can be obtained using the approximate ratio:

Figure 00000015
Figure 00000015

Здесь в отличие от известного соотношения [В.Г. Ямпольский, О.П. Фролов Антенны и ЭМС, - М.: Радио связь, 1983. - 272 с.],

Figure 00000016
учитывает поглощающее действие дисков
Figure 00000017
где Кз определяется в соответствии с (7).Here, in contrast to the known relation [V.G. Yampolsky, O.P. Frolov Antennas and EMC, - M .: Radio communication, 1983. - 272 p.],
Figure 00000016
takes into account the absorbing action of disks
Figure 00000017
where K s is determined in accordance with (7).

Расчеты с использованием соотношения (10) показывают, что предлагаемое укрытие улучшает защитное действие относительно рассматриваемого фактора не менее чем на 15 дБ.Calculations using relation (10) show that the proposed shelter improves the protective effect relative to the factor under consideration by at least 15 dB.

В качестве обобщенной оценки защитного действия предлагаемого укрытия может, в определенной мере, служить сравнение диаграмм направленности антенны под укрытием с дисками и без них. Эти диаграммы, полученные с использованием приведенных соотношений в широком секторе углов вертикальной плоскости (0°-90°) для конкретных значений параметров, взятых для примера, показаны на фиг. 4. На фиг. 4 цифрой 6 обозначена диаграмма направленности антенны под укрытием без поглощающих излучение дисков (для прототипа), а цифрой 7 - с дисками (для заявляемого устройства. Как видно из фиг. 4, заявляемое устройство обеспечивает заметное снижение уровня боковых лепестков во всем секторе рассматриваемых углов при незначительном расширении основного лепестка.As a generalized assessment of the protective effect of the proposed shelter can, to some extent, serve as a comparison of the radiation patterns of the antenna under the shelter with disks and without them. These diagrams, obtained using the above ratios in a wide sector of vertical plane angles (0 ° -90 °) for specific parameter values taken as an example, are shown in FIG. 4. In FIG. 4, figure 6 denotes the directivity pattern of the antenna under the shelter without radiation absorbing discs (for the prototype), and figure 7, with disks (for the inventive device. As can be seen from Fig. 4, the inventive device provides a noticeable decrease in the level of side lobes in the entire sector of the angles under consideration at slight expansion of the main lobe.

Возможность технической реализации предлагаемого антенного укрытия сомнений не вызывает, поскольку в промышленности освоен выпуск радиопрозрачных укрытий из стандартных элементов треугольной или сегментной конфигурации и разработан также ряд радиопоглощающих материалов, которые в данном случае необходимо выполнить в виде дисков и разместить их в укрытии.The technical feasibility of the proposed antenna shelter is beyond doubt, since the industry has mastered the production of radiotransparent shelters from standard elements of a triangular or segment configuration and a number of radar absorbing materials have also been developed, which in this case must be made in the form of disks and placed in a shelter.

В целом использование предлагаемого антенного укрытия приводит к положительному эффекту, который заключается в ослаблении излучения и приема в пределах сектора, занимаемого ближними и дальними боковыми лепестками в вертикальной плоскости в среднем на 15 дБ, что позволяет улучшить характеристики помехозащищенности, электромагнитной совместимости и пространственной селекции сигналов радиоэлектронных средств.In general, the use of the proposed antenna cover leads to a positive effect, which consists in attenuating radiation and reception within the sector occupied by the near and far side lobes in the vertical plane by an average of 15 dB, which allows to improve the characteristics of noise immunity, electromagnetic compatibility and spatial selection of radio electronic signals funds.

Анализ известных технических решений в области построения радиопрозрачных укрытий для зеркальных антенн показывает, что заявляемое изобретение, благодаря существенным признакам, определившим путь достижения технического результата, не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники и соответствует требованию «изобретательского уровня».Analysis of the known technical solutions in the field of constructing radiotransparent shelters for mirror antennas shows that the claimed invention, due to the essential features that determined the way to achieve the technical result, does not follow the prior art explicitly from a specialist and meets the “inventive step” requirement.

Заявителем не обнаружен аналог и прототип, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, что позволяет считать его удовлетворяющим критерию «изобретательская новизна».The applicant has not found an analogue and prototype, characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention, which allows us to consider it satisfying the criterion of "inventive novelty".

Claims (1)

Антенное укрытие, состоящее из основания и стандартных элементов (модулей) треугольной или сегментной конфигурации, изготовленных из радиопрозрачного материала и закрепленных между собой в виде полусферы, отличающееся тем, что в полусферу параллельно основанию установлены два диска из радиопоглощающего материала, один из которых установлен на уровне нижней кромки апертуры укрываемой зеркальной антенны, а второй - на уровне верхней кромки апертуры укрываемой зеркальной антенны, причем края дисков закруглены, нижнего - вниз, а верхнего - вверх, при этом радиус и высота закруглений не превышает пяти длин волн, а удаление скруглений от соответствующих кромок апертуры антенны составляет не менее чем пятнадцать длин волн.Antenna cover, consisting of a base and standard elements (modules) of a triangular or segment configuration made of radiolucent material and fixed to each other in the form of a hemisphere, characterized in that two disks of radar absorbing material are installed in the hemisphere parallel to the base, one of which is installed at the level the lower edge of the aperture of the covered mirrored antenna, and the second - at the level of the upper edge of the aperture of the covered mirrored antenna, with the edges of the discs rounded, the lower - down, and the upper - upward, while the radius and height of the curves does not exceed five wavelengths, and the removal of the fillets from the corresponding edges of the antenna aperture is at least fifteen wavelengths.
RU2018136452A 2018-10-15 2018-10-15 Antenna cover RU2699306C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136452A RU2699306C1 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Antenna cover

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136452A RU2699306C1 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Antenna cover

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699306C1 true RU2699306C1 (en) 2019-09-04

Family

ID=67851870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136452A RU2699306C1 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Antenna cover

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699306C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU92004768A (en) * 1992-10-30 1995-03-20 И.А. Каримов ANTENNA COVERING
RU2073941C1 (en) * 1993-05-27 1997-02-20 Степан Юрьевич Гембицкий Antenna cover
RU59329U1 (en) * 2006-07-11 2006-12-10 Закрытое акционерное общество "Центр развития информационных технологий" ANTENNA SHELTER
RU2412508C1 (en) * 2010-02-08 2011-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Курский научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Radiotransparent antenna cover
WO2012014032A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antenna cover
RU181718U1 (en) * 2018-04-19 2018-07-26 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Лианозовский электромеханический завод" Radiolucent Shelter for Antennas

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU92004768A (en) * 1992-10-30 1995-03-20 И.А. Каримов ANTENNA COVERING
RU2073941C1 (en) * 1993-05-27 1997-02-20 Степан Юрьевич Гембицкий Antenna cover
RU59329U1 (en) * 2006-07-11 2006-12-10 Закрытое акционерное общество "Центр развития информационных технологий" ANTENNA SHELTER
RU2412508C1 (en) * 2010-02-08 2011-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Курский научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Radiotransparent antenna cover
WO2012014032A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antenna cover
RU181718U1 (en) * 2018-04-19 2018-07-26 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Лианозовский электромеханический завод" Radiolucent Shelter for Antennas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5134423A (en) Low sidelobe resistive reflector antenna
KR101265921B1 (en) Method and arrangement for reducing the radar cross section of integrated antennas
CN107086377B (en) Wave-absorbing reflective array control device for feed mirror beam in compact field darkroom
US20100109932A1 (en) Termination of edges of a parabolic reflector in a compact range
Bullington Radio propagation for vehicular communications
CN108061929B (en) Infrared, laser and microwave low-detectability compatible sub-wavelength structural material
RU2257649C2 (en) Common-aperture mirror antenna having improved feed design
RU2699306C1 (en) Antenna cover
Zhang et al. A grating-lobes suppression method for wideband MIMO millimeter-wave imaging arrays
Lagarkov et al. Electrodynamic Properties of Simple Bodies Made of Materials with Negative Permeability and Negative Permittivity.
US20180159242A1 (en) Apparatus for reducing scattering and methods of using and making same
Schooley Some limiting cases of radar sea clutter noise
RU2589250C1 (en) Radar antenna with reduced radar cross-section
RU2541871C2 (en) Ultra-wideband multi-beam mirror antenna
RU2311708C1 (en) Stand-alone system for shielding parabolic-reflector antenna stations against noise signal and method for its construction
Lehmensiek Accuracy improvement of approximate noise temperature calculations of offset Gregorian reflector systems
US5963176A (en) Antenna system with edge treatment means for diminishing antenna transmitting and receiving diffraction, sidelobes, and clutter
CN205406699U (en) External inhibit antenna goes up device of side lobe jamming
RU89288U1 (en) ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORBER
RU2526741C1 (en) Radar antenna with reduced scattering cross-section
WO2014132190A1 (en) System for fastening a flat radome onto the concave reflector of an antenna
Atamanyuk et al. Nonuniform absorbing coating as an effective way to reduce radar visibility of an object with the surface formed by flat conductive plates
Semenikhin et al. The scattered field phasing effect of cylindrical digital 1 bit anisotropic meta-covers
Chopde et al. A Beam Summation Scheme for Ultra-wideband RCS Calculations in the High–frequency Regime
RU103058U1 (en) MEANS OF PROTECTING THE OBJECT FROM RADAR DETECTION

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201016