close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6328

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6328
(13) C1
(19)
7
(51) H 01Q 17/00, 15/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ,
УМЕНЬШАЮЩЕГО ОБРАТНОЕ РАДИОЛОКАЦИОННОЕ
ОТРАЖЕНИЕ, И ГИБКАЯ ЛЕНТА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ПРИ ЭТОМ
(21) Номер заявки: a 19990828
(22) 1999.09.01
(46) 2004.06.30
(71) Заявитель: Мизгайлов Владимир
Николаевич (BY)
(72) Авторы: Мизгайлов Владимир Николаевич (BY); Жмуров Всеволод Андреевич; Смирнов Михаил Петрович (RU)
(73) Патентообладатель: Мизгайлов Владимир Николаевич (BY)
BY 6328 C1
(57)
1. Способ получения покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение, заключающийся в том, что на участок электропроводной радионепрозрачной поверхности объекта, вносящий существенный вклад в обратное радиолокационное отражение,
наносят слой для закрепления на поверхности и электропроводный слой, отличающийся
тем, что в качестве слоя для закрепления на поверхности используют электроизоляционную
пленку, а электропроводный слой формируют в виде щелевой решетки или сетки, выполненной из участков радионепрозрачной электропроводной пленки, разделенных щелями,
расположение которых отображает плоскую прямолинейную решетку или плоскую прямолинейную сетку, шаг или шаги которой выбраны из интервала, равного не менее одной
целой пяти сотых и не более двух целых рабочей длины волны радиолокационного излучения.
2. Способ получения покрытия по п. 1, отличающийся тем, что электропроводный
слой формируют на гибкой ленте, с помощью которой осуществляют его нанесение.
3. Способ получения покрытия по п. 1, отличающийся тем, что шаг или шаги плоской прямолинейной решетки или плоской прямолинейной сетки выбраны в соответствии
с заданными направлениями радиолокационного отражения.
Фиг. 1
BY 6328 C1
4. Гибкая лента, используемая при получении покрытия, уменьшающего обратное
радиолокационное отражение, содержащая гибкую электроизолирующую пленку с электропроводным слоем в виде прямолинейной решетки или прямолинейной сетки, отличающаяся тем, что прямолинейная решетка или прямолинейная сетка электропроводного слоя
выполнена из участков электропроводной радионепрозрачной пленки, разделенных друг
от друга щелями, причем шаг или шаги прямолинейной решетки или прямолинейной сетки выбраны из интервала, равного не менее одной целой пяти сотых и не более двух целых рабочей длины волны радиолокационного излучения.
(56)
US 4713018 A, 1979.
DE 2601062 A, 1976.
FR 2716577 A1, 1995.
GB 2216725 A, 1989.
RU 2006999 C1, 1994.
RU 2012964 C1, 1994.
DE 4308223 A1, 1994.
DE 3705316 C1, 1994.
Изобретение относится к радиотехнике, а конкретно, к формированию покрытий,
уменьшающих заметность объектов при их обнаружении радаром, и может быть использовано для уменьшения заметности летательных аппаратов путем нанесения противорадиолокационных покрытий на области поверхности, вносящие существенный вклад в
обратное радиолокационное отражение.
При создании малозаметных для радиолокационного обнаружения летательных аппаратов широкое распространение получили технологии, основанные на использовании поглощающих материалов и покрытий, рассеивающих энергию облучения в направлении,
отличающемся от направления облучения радара [1]. При этом одной из наиболее важных
проблем, препятствующих использованию радиопоглощающих покрытий, являются их
высокие весогабаритные характеристики [2].
Известен способ радиолокационной маскировки, включающий нанесение на поверхность объекта клеевого слоя и слоя, содержащего электропроводные частицы, и формирование покрытия [3]. В известном способе клеевой слой является грунтовочным и служит
для увеличения адгезии к поверхности объекта основного слоя, содержащего дисперсный
наполнитель и электропроводные частицы, рассеивающие излучение радара в связующее
и наполнитель, что способствует поглощению излучения, а значит, уменьшению обратного радиолокационного отражения. Однако уменьшение обратного отражения достигается
большой толщиной наносимого покрытия, что увеличивает весогабаритные характеристики объекта и ограничивает применение покрытия и способа его получения преимущественно внутренними узлами летательного аппарата, а не его обшивкой.
Известен способ получения поглощающего покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение, включающий нанесение и формирование радиопрозрачного
электроизоляционного и электропроводного слоев [4]. В известном способе получают покрытие, в котором электропроводный слой расположен между слоями диэлектрического
радиопрозрачного материала и содержит помимо электропроводных частиц частицы,
обеспечивающие высокую диэлектрическую проницаемость и высокое поглощение излучения, толщина электропроводного слоя достигает 0,5 миллиметра, что связано с необходимостью поддерживать внешнюю поверхность электропроводного слоя на расстоянии,
равном четверти длины волны радиолокатора, в силу этого покрытие, формируемое из2
BY 6328 C1
вестным способом, обладает недостаточно низким весом, что увеличивает вес летательного
аппарата. Для более длинноволновой части радиолокационного диапазона вес покрытия
существенно возрастает, что ограничивает возможность применения известного способа
диапазоном частот 30-100 ГГц. Кроме того, при нанесении слоев покраской на поверхности с высокой и переменной кривизной, особенно при наличии конструктивных неоднородностей, известным способом не обеспечивается в достаточной точности возможность
поддерживать расположение плоскости интерференционного гашения, в силу чего на указанных поверхностях уровень обратного радиолокационного отражения может быть нежелательно повышен. В силу непредсказуемости направлений отражения при наличии
технологических и конструктивных неоднородностей рассеяние ими излучения может
усилить обратное радиолокационное отражение от объекта.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения покрытия для уменьшения
обратного радиолокационного отражения, заключающийся в том, что на участок металлической поверхности объекта, вносящий существенный вклад в обратное радиолокационное
отражение, наносят электропроводный слой и слой для закрепления электропроводного
слоя на металлической подложке [5]. В известном способе противодействия радиолокаторам противодействие обеспечивается за счет уменьшения обратного радиолокационного
отражения от краев самолетных крыльев, различных неровностей летательных аппаратов,
то есть от участков поверхности, вносящих существенный вклад в обратное радиолокационное отражение. Такие участки называют "блестящими точками". Способ обеспечивает
формирование на указанных участках поверхности покрытия, уменьшающего обратное
радиолокационное отражение. Формирование покрытия осуществляют нанесением на металлическую подложку (поверхность объекта) смеси, содержащей электропроводные намагничиваемые частицы в связующем и формирование электропроводного поглощающего
слоя за счет отвердения связующего. Наиболее близок вариант, когда электропроводный
слой формируют с помощью гибкой ленты, содержащей гибкую основу (слой для закрепления). Однако сформированное покрытие имеет повышенный вес, что обусловлено как
толщиной сплошного покрытия (электропроводного слоя) в "блестящей точке" (точках),
так и намагничиваемыми частицами, поскольку наиболее распространенные материалы
такого рода-ферриты имеют высокий удельный вес. Дополнительное рассеяние от покрытия в одной или нескольких "блестящих точках" неконтролируемо и способно увеличить
обратное радиолокационное отражение за счет увеличения размеров и изменения месторасположения "блестящих точек".
Известна гибкая лента для получения покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение, содержащая гибкий слой и нанесенный на него электропроводный
слой [6]. Как уже отмечалось, повышенная толщина сплошного электропроводного слоя,
необходимость использования намагничиваемых частиц с высоким удельным весом увеличивают вес покрытия, а с ним и вес объекта, что не всегда приемлемо для летательного
аппарата. Электропроводный слой, образованный намагничивающимися частицами в диэлектрическом связующем, не способствует уменьшению вероятности возникновения
"блестящих точек" в силу неконтролируемого рассеяния радиолокационного излучения.
Наиболее близкой к заявляемой является гибкая лента для получения покрытия,
уменьшающего обратное радиолокационное отражение, содержащая гибкую пленку из
электроизолирующего материала и электропроводный слой, имеющий структуру линейной решетки или сетки, образованной двумя пересекающимися линейными решетками [7].
В известной гибкой ленте электропроводный слой выполнен в виде жгутов, образованных
полимерными нитями и расположенных среди нитей стальными или углеродными волокнами, причем слои жгутов образуют линейные решетки, в совокупности - сетку с заданным углом между жгутами. Благодаря этому, с одной стороны, обеспечивается высокая
гибкость ленты, а с другой - резонансное взаимодействие с волной радара, имеющей круговую поляризацию. Известная лента способна уменьшать обратное радиолокационное
3
BY 6328 C1
отражение при условии, если рабочая длина волны радара не превышает шага между жгутами ленты. В этом случае лента работает как гибкий отражающий экран с высоким рассеянием излучения. Однако уровень обратного радиолокационного отражения при этом
является высоким, а размещение ленты в "блестящих точках" способно с большой вероятностью "спровоцировать" возникновение новых "блестящих точек". Толщина гибкой ленты за счет толщины жгутов не может быть уменьшена, что ограничивает габариты ленты
и ее применение на летательных аппаратах.
Согласно изобретению, предлагается способ получения покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение от участков поверхности объектов, преимущественно
типа летательных аппаратов, вносящих существенный вклад в обратное радиолокационное отражение. Основной технический результат, достигаемый при этом изобретением,
заключается в уменьшении веса покрытия при обеспечении высокого уровня уменьшения
обратного радиолокационного отражения. Дополнительный технический результат заключается в возможности получения заданного отражения от поверхности объекта.
Достижение основного технического результата обеспечивается тем, что в способе
получения покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение, заключающемся в том, что на участок электропроводной радионепрозрачной поверхности объекта,
вносящий существенный вклад в обратное радиолокационное отражение, наносят электропроводный слой и слой для закрепления последнего на поверхности, отличающийся
тем, что слой для закрепления на поверхности наносят в виде электроизоляционной пленки, на электроизоляционной пленке или на электропроводном слое формируют отображение прямолинейной плоской решетки или прямолинейной плоской сетки, шаг которой
выбирают из интервала, равного не менее одной целой пяти сотых и не более двух целых
рабочей длины волны радиолокационного излучения, а электропроводный слой наносят в
соответствии с отображением в виде участков электропроводной радионепрозрачной
пленки, разделенных друг от друга щелями. Кроме того, получение отображения решетки
или сетки на электроизоляционной пленке и нанесение участков электропроводной радионепрозрачной пленки, разделенной щелями, осуществляют нанесением гибкой ленты.
Кроме того, величину шага или шагов прямолинейной плоской решетки или прямолинейной
плоской сетки выбирают в соответствии с заданными направлениями радиолокационного
отражения (что обеспечивает достижение дополнительного технического результата).
Достижение основного и дополнительного технических результатов обеспечивается
гибкой лентой, служащей для осуществления способа. В гибкой ленте для получения покрытия, уменьшающего обратное радиолокационное отражение, содержащей гибкую
электроизолирующую пленку и электропроводный слой, имеющий структуру прямолинейной решетки или прямолинейной сетки, структура электропроводного слоя соответствует прямолинейной щелевой решетке или прямолинейной щелевой сетке, которая
выполнена в виде участков электропроводной радионепрозрачной пленки, разделенных
друг от друга щелями, причем шаг или шаги решетки или сетки выбраны из интервала,
равного не менее одной целой пяти сотых и не более двух целых рабочей длины волны
радиолокационного излучения.
Существо изобретения заключается в следующем.
Для плоских электропроводных поверхностей экспериментально установлено, что
формирование покрытий в соответствии с изобретением уменьшает обратное радиолокационное отражение (далее - ОРО). Полученное в соответствии с изобретением покрытие
состоит (фиг. 1, 2, 3) из электропроводной подложки 1, на которую нанесена электроизоляционная пленка 2 и электропроводная пленка в виде участков электропроводной радионепрозрачной пленки 3, разделенных щелями 4. При воспроизведении структуры электропроводного слоя в соответствии с вышеизложенным в виде пленок (при общей толщине
электропроводной и электроизоляционной пленок не более 150-200 микрометров) воспроизведенная, согласно изобретению, периодическая щелевая структура резонансно возбуж4
BY 6328 C1
дается от радиолокационного излучения как система щелевых излучателей, которая
формирует в дальней зоне радиоволну с направлениями переизлучения, определяемыми
шагом (шагами) щелевой решетки (сетки).
Нерадиопрозрачность участков электропроводной пленки и электропроводной подложки обеспечивают условия формирования щелевой системы излучателей. При этом минимальные толщины наносимых пленок и подложки ограничены лишь требованиями
электроизоляции для электропроводной пленки и толщинами скин-слоя участков электропроводной пленки и подложки. Указанные требования позволяют подобрать материалы,
отвечающие не только эксплуатационным требованиям, но и требованиям снижения веса
покрытия. Нанесение пленок легко осуществляется известными приемами.
В силу изложенного уменьшение веса покрытия, согласно изобретению, достигается
преимущественно за счет уменьшения толщин слоев до уровня пленок, а также за счет
уменьшения сплошности электропроводной пленки.
Кроме того, экспериментально установлено, что свойства покрытий, полученных, согласно изобретению, на плоских поверхностях, сохраняются и для покрытий, сформированных на криволинейных поверхностях объектов. Это обеспечивается правильным формированием щелевой решетки или сетки на поверхности. Для этого изготавливают трафарет
(шаблон), имеющий вид плоской прямолинейной решетки (или сетки) с конкретным шагом или шагами. Трафарет накладывают на поверхность либо соприкасают с ней перпендикулярно нормали к поверхности в центре области "блестящей точки" и осуществляют
проецирование на поверхность изображения решетки (сетки) по направлению облучения.
Возможны и другие способы воспроизведения. Трафарет, шаблон обеспечивает получение
на поверхности (в общем случае криволинейной) изображения (отображение) сформированной на плоскости прямолинейной решетки или прямолинейной сетки с сохранением
подобия ее конфигурации и близости размеров.
При воспроизведении щелей на поверхности объекта или на гибкой ленте их ширина
выбирается из условий работы щелевых излучателей. Ширина шагов проецируемой решетки или сетки определяется по отношению к рабочей длине волны ожидаемого радиолокационного облучения. При длинах волн от 1,05 рабочей длины волны до двух длин
волн обеспечивается существенное уменьшение обратного радиолокационного отражения.
При длинах волн меньших 1,05 рабочей длины волны или больших двух длин волн решетка (сетка) на плоской поверхности работает преимущественно как зеркально отражающий экран с отражением соответственно от электропроводного слоя со щелевой
решеткой (сеткой) или от электропроводной подложки. Уровень обратного радиолокационного отражения при этом высок.
Направления заданных углов переотражения как для плоской, так и для криволинейной поверхностей определяются одним или несколькими индивидуальными шагами решетки (сетки), поляризацией радиолокационного излучения. При этом для уменьшения
обратного радиолокационного отражения с эллиптической (круговой) поляризацией излучения используется картина, полученная, как правило, проецированием сетки, а для излучения с линейной поляризацией - решетки или сетки. По этому, используя для отображения
решетки или сетки с заданным шагом (шагами), задают требуемые углы переотражения
будущего покрытия. Для получения покрытия с заданными свойствами могут быть использованы нижеприведенные примеры для плоской поверхности либо получены дополнительные результаты для плоской поверхности с последующим перенесением их на
криволинейные.
Покрытия, в соответствии с изобретением, получают на электропроводной преимущественно металлической поверхности объекта. Изобретение может быть использовано и
при выполнении поверхности объекта из неэлектропроводного материала. В этом случае
для реализации изобретения на поверхность объекта необходимо предварительно нанести
электропроводный слой-подложку. Легко видеть, что толщина подложки может быть вы5
BY 6328 C1
брана близкой к скин-слою, что в ряде случаев также обеспечивает снижение веса противорадиолокационного покрытия.
Экспериментально установлено, что формирование покрытия, согласно изобретению,
на участках поверхности объекта, вносящих существенный вклад в обратное радиолокационное отражение (названные далее как "блестящие точки"), обеспечивает уменьшение
ОРО как от "блестящих точек", так и от объекта. Знание направлений переотражений от
участков "блестящих точек" для каждого индивидуального покрытия, сформированного
на объекте, позволяет осознанно и последовательно формировать покрытия, уменьшающие
заметность объекта, предотвращать тем самым возникновение новых "блестящих точек".
Применение гибкой ленты, согласно изобретению, позволяет ускорить формирование
покрытий с заданными свойствами при серийном производстве объектов, при модернизации или ремонте их противорадиолокационных систем.
На фиг. 1 представлено изображение покрытия, полученного по заявляемому способу,
со структурой электропроводной пленки в виде щелевой сетки на поверхности металлической плоскости конечных размеров в аксонометрической проекции, а на фиг. 2 дано изображение указанного покрытия в сечении плоскостью, перпендикулярной металлической
плоскости. На фиг. 3 изображено покрытие металлической плоскости конечных размеров
в аксонометрической проекции со структурой электропроводной пленки в виде щелевой
решетки. На фиг. 4 изображена диаграмма обратного рассеяния металлической плоскости
конечных размеров без покрытия, кривая 1, и с нанесенным, согласно изобретению, покрытием, изображенным на фиг. 3, при шаге сетки близкому к среднему значению заявляемого интервала шагов сетки, кривая 2. На фиг. 5 изображена диаграмма эффективной
поверхности рассеяния металлической плоскости без покрытия, кривая 1 (интервал углов
на фиг. 5 от 0°до минус 180°) и с покрытием в виде щелевой решетки, изображенной на
фиг. 3, кривая 2 (интервал углов от 0 до 180°). На фиг. 6 изображены диаграммы эффективной поверхности рассеяния (далее ЭПР) металлической плоскости без покрытия, кривая 1,
и с покрытием, согласно фиг. 1, кривая 2, когда интервал шагов сетки оптимален. На фиг. 7
изображена диаграмма эффективной поверхности рассеяния металлической плоскости без
покрытия, кривая 1, и с заявляемым покрытием со структурой электропроводной пленки в
виде квадратной щелевой сетки при шаге сетки, равном крайнему верхнему, кривая 2, и
крайнему нижнему, кривая 3, значениям интервала шагов сетки. На фиг. 8 изображены
диаграммы эффективной поверхности рассеяния металлической плоскости без покрытия,
кривая 1, и этой же плоскости с покрытием со структурой электропроводной пленки в виде квадратной щелевой сетки при шаге сетки, равном запредельным значениям: больше
верхнего, кривая 2, и меньшим нижнего, кривая 3, значениям оптимального интервала.
Диаграммы зарегистрированы в плоскости, перпендикулярной поверхности объекта.
На фиг. 9 дано изображение двугранного уголкового отражателя с углом раскрыва
90°, на внутренней поверхности которого нанесено покрытие, согласно изобретению, со
структурой электропроводного слоя в виде линейной сетки, полученной проецированием
прямоугольной сетки из плоскости, перпендикулярной направлению радиолокационного
излучения, соответствующего оси симметрии отражателя, при нескольких шагах проецируемой сетки, выбранных из заявляемого интервала шагов сетки. На фиг. 10 приведена
диаграмма эффективной поверхности рассеяния, изображенного на фиг. 9 уголкового отражателя, с нанесенным покрытием (кривая 1) и без него (кривая 2). На фиг. 11 приведена
диаграмма эффективной поверхности рассеяния двугранного уголкового отражателя с углом раскрыва 90°, на внутренней поверхности которого нанесено покрытие, согласно изобретению, со структурой электропроводной пленки в виде линейной квадратной сетки при
шаге проецируемой сетки, выбранном при крайнем нижнем (кривая 1) и крайнем верхнем
(кривая 2) значениях шагов оптимального интервала. Диаграммы зарегистрированы в
плоскости, перпендикулярной к образующей двугранного угла.
6
BY 6328 C1
На фиг. 12 изображена развертка щелевой решетки, используемой для отображения и
нанесения полученного согласно изобретению покрытия на наружной поверхности металлического цилиндра. На фиг. 13 приведена диаграмма обратного радиолокационного рассеяния от цилиндра с покрытием, структура щелевой решетки электропроводной пленки
которого соответствует указанной на фиг. 12 развертке, зарегистрированная в плоскости,
перпендикулярной к оси цилиндра.
На фиг. 14 изображена модель в виде металлического цилиндра с самолетным профилем, вид сверху, а на фиг. 15 изображены диаграммы эффективной поверхности рассеяния
модели, зарегистрированные в плоскости, перпендикулярной образующей цилиндра: без
покрытия, кривая 1, и с покрытием со структурой электропроводной пленки в виде квадратной щелевой сетки, кривая 2, нанесенным на всю ее поверхность, образованную образующей цилиндра, и сформированным с помощью гибкой ленты. На фиг. 16 изображена
гибкая лента согласно изобретению в сечении плоскостью, перпендикулярной поверхности.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом. На электропроводную поверхность "блестящей точки" наносят электроизоляционную пленку. Пленку наносят распылением, покраской, окунанием электроизоляционного материала, например, электроизоляционного лака. На сформированную электроизоляционную пленку через трафарет, отображающий прямолинейную щелевую решетку или прямолинейную сетку с выбранным в соответствии интервалом оптимальных значений шагом (шагами) наносят электропроводную
пленку распылением, покраской, напылением и т.п. Для нанесения используют суспензии
с наполнителем из электропроводного материала, металлы, углерод. При необходимости
на сформированное покрытие наносят радиопрозрачную пленку для защиты от атмосферных влияний. Толщины пленок определяются приемами их нанесения и используемыми
для этого материалами.
Покрытие может быть получено также с помощью гибкой ленты со структурой электропроводной пленки в соответствии с изобретением. Гибкая лента содержит (фиг. 16)
гибкую электроизоляционную пленку 2, на поверхность которой нанесена прямолинейная
щелевая решетка или прямолинейная щелевая сетка в виде участков 3 электропроводной
радионепрозрачной пленки, разделенных друг от друга щелями 4, причем шаг или шаги
решетки или сетки выбраны из интервала, равного не менее одной целой пяти сотых и не
более двух целых рабочей длины волны радиолокационного излучения. На поверхность
объекта наносят радиопрозрачную пленку клея, а затем налагают гибкую ленту.
Полученное покрытие переотражает радиолокационное излучение в соответствии с
направлениями, заданными шагом решетки (сетки). За счет чего уменьшается ОРО. При
этом радиолокационное излучение, соответствующее рабочей длине волны, возбуждает
щели, формирует вдоль поверхности бегущую волну, возбуждающую щели. В дальней
зоне щелевые излучатели формируют в соответствии с заданные шагом направления поля
переизлучения. Гибкая лента может быть использована также для получения селективно
отражающих поверхностей, например, экранов.
Ниже приведены результаты экспериментальных исследований, выбранные в качестве
примеров реализации заявляемого способа, а также подтверждающие правильность выбора
его параметров. При этом в нижеуказанных примерах по получению покрытий на металлической плоскости конечных размеров изготавливали макеты в виде плоскопараллельных пластин с односторонне нанесенным покрытием и при измерениях ЭПР использовали
обе стороны пластины.
Пример 1.
На металлическую плоскость конечных размеров наносили слой электроизоляционного
материала полиэтилентерефталата, а после его высыхания - через трафарет пленку суспензии, содержащей электропроводный тонкодисперсный порошок меди в том же полимерном связующем при следующем составе суспензии, в массовых частях: 80 порошка
7
BY 6328 C1
меди и 20 частей полимера. Трафарет имел вид плоской прямолинейной сетки с квадратными ячейками с размером (шагом) 1,41λ, где λ - ожидаемая рабочая длина волны радиолокационного излучения. Толщины нанесенных электроизоляционной и электропроводной пленок после их формирования (отвердения) соответственно составили 52-60 мкм и
68-76 мкм. Полученное покрытие имело вид, изображенный на фиг. 1. На фиг. 6 представлены результаты измерения диаграммы эффективной поверхности рассеяния металлической плоскости без покрытия, кривая 1, и от металлической плоскости с покрытием,
кривая 2. Как следует из фиг. 6, величина эффективной поверхности рассеяния для направления падения радиолокационного излучения нормального к металлической поверхности (на фиг. 6 направление 180°) после нанесения покрытия уменьшилась в 100 раз,
излучение было переотражено в пространственный конус с углом при вершине в 85-95°,
т.е. с отклонением от направления падения. Формирование покрытия проведено для
λ = 3,2 см. Радиолокационное облучение и измерения проведены в безэховой камере электромагнитной волной с круговой поляризацией при λ = 3,2 см.
Пример 2.
Пример осуществляли аналогично примеру 1. Отличие состояло в том, что структуру
электропроводной пленки формировали в виде щелевой решетки, изображенной на фиг. 3,
с шагом 1,32λ. На фиг. 4 приведены результаты измерения диаграммы обратного рассеяния металлической пластины без покрытия, кривая 1, и с покрытием, кривая 2. Откуда
следует, что применение покрытия на металлической пластине со структурой электропроводной пленки в виде щелевой решетки с указанным шагом уменьшает обратное отражение радиоволн по нормали к плоскости пластины на 6-7 дБ и при этом энергия падающих
волн нормально на пластину перекачивается в сектора пространства, отвернутые от нормали минимум ± (30-45°), считая по максимумам переотражения в этих направлениях.
Измерение диаграммы обратного рассеяния ведется при фиксированном угле облучения
объекта (у нас нормально к плоскости пластины) и измерении отраженного сигнала в требуемых секторах слева и справа от нормали к плоскости пластины. На фиг. 5 приведена
диаграмма ЭПР этой металлической пластины без покрытия, кривая 1 (сектор углов от
нуля до минус 180°), и с покрытием в виде указанной щелевой решетки, кривая 2, (сектор
углов от 0 до 180°). Направления 45°, 90° и 135°, фиг. 5, кривая 2, имеют заметное уменьшение ЭПР на 6,5-7 дБ по сравнению с направлениями -45°, -90° и -135°, фиг. 5, кривая 1.
Это подтверждает также тот факт, что при облучении под углом 45° или 135° данной
структуры в виде щелевой решетки нанесенной на металлическую поверхность сигналом
от радиолокатора, энергия отраженных сигналов будет перекачана в направлении нормали
к экрану и угол 135° или 45°, соответственно. Формирование покрытия проведено для
λ = 3,2 см. Облучение выполнялось электромагнитным сигналом с линейной поляризацией на длине волны в 3,2 см.
Пример 3.
Пример осуществляли аналогично примеру 1. Отличие состояло в том, что структуру
электропроводной пленки формировали напылением пленки алюминия толщиной 10 мкм.
Диаграмма ЭПР имели вид, аналогичный приведенным на фиг. 6 (диаграмма не приводится). Углы и характер переотражения при этом не изменились, а величина ЭПР после нанесения покрытия уменьшилась в 168 раз. Наблюдаемое уменьшение ЭПР по сравнению с
примером 1 свидетельствует о более плотном прилегании напыленной металлической
пленки к изоляционной подложке.
Пример 4.
На плоскую поверхность лавсановой пленки отображали квадратную сетку и электрохимическими методами наносили тонкую пленку меди и формировали структуру медной
8
BY 6328 C1
пленки в виде квадратной щелевой сетки с шагом, равным 1,41λ. Суммарная толщины полученной гибкой ленты составила 128 мкм. На поверхность металлической плоскости конечных размеров наносили электроизоляционную пленку с параметрами, аналогичными
примеру 1. На жидкую пленку лака накладывали гибкую ленту и после отвердения лака
проводили измерения ЭПР полученного покрытия. Результаты измерения практически
совпали с результатами, полученными по примеру 1. Формирование покрытия проведено
и измерения проводились для λ = 3,2 см с круговой поляризацией.
Примеры 5-6.
Покрытия формировали и проводили радиолокационные измерения аналогично примеру 1. Отличия состояли в том, что для отображения и нанесения структуры щелевой
сетки использовали плоские квадратные сетки с шагами 1,05λ (пример 5) и 2,0λ (пример 6).
Результаты измерений ЭПР приведены на фиг. 7, где кривая 1 соответствует ЭПР металлической плоскости без покрытия, кривая 2 соответствует ЭПР металлической плоскости
с покрытием при шаге щелевой сетки электропроводной пленки 2,0λ, а кривая 3 - при шаге 1,05λ. Как свидетельствуют измерения, величина ЭПР при шаге 1,05λ для направления
падения радиолокационного излучения нормального к поверхности металлической плоскости с нанесенным покрытием, величина ЭПР составляет 28 % от максимального ЭПР, а
при шаге 2,0λ - величина ЭПР равна 48 % от максимального значения для металлической
поверхности при нормальном падении.
Примеры 7-8 (обоснование выбора интервала).
Покрытия формировали и измерения осуществляли аналогично примеру 1. Отличия
состояли в том, что для отображения и нанесения структуры электропроводной пленки
использовали шаг 0,8λ (пример 7) и 2,8λ (пример 8). Результаты измерений ЭПР приведены на фиг. 8. Как свидетельствуют измерения, величина ЭПР при шаге 0,8λ для направления падения радиолокационного излучения нормально к металлической поверхности
после нанесения покрытия уменьшилась лишь на 30 %, направления отражения излучения
в указанном секторе облучения практически не изменились. При шаге 2,8λ получено
уменьшение ЭПР на 15 %. Результаты свидетельствуют о нецелесообразности использования покрытий с таким шагом щелевой сетки для уменьшения ОРО.
Пример 9.
Покрытие наносили на внутреннюю поверхность двугранного 90° металлического
уголкового отражателя конечных размеров. Для отображения использовали плоскую прямоугольную сетку с постоянным шагом 1,41λ и переменным шагом, составлявшим по
краям и в середине сетки в среднем 1,05λ, а между центральным и концевыми участками
1,87λ. Отображение осуществляли прямолинейным геометрическим проецированием параллельно плоскости, проходящей через ось симметрии и образующую двугранного угла.
При этом плоскую сетку предварительно ориентировали так, чтобы линии переменного
шага располагались параллельно образующей угла. На поверхность отражателя наносили
пленку электроизоляционного лака AC-1115, на который накладывали полоски алюминиевой фольги в соответствии с изображением сетки, формируя таким образом покрытие
со щелевой сеткой переменного шага. Толщина покрытия составила 188 мкм. Уголковый
отражатель с покрытием изображен на фиг. 9, где показана также ориентация отражателя
относительно системы координат. Результаты измерений ЭПР отражателя с покрытием и
без него приведены на фиг. 10. Из результатов измерений следует, что ЭПР отражателя
вдоль оси симметрии в секторе ± 30 ° от биссектрисы уголкового отражателя уменьшилась при нанесении покрытия в 17,2 раза. Формирование покрытия проведено и измерения
проводились для λ = 3,2 см с круговой поляризацией.
9
BY 6328 C1
Примеры 10-11.
Покрытия формировали и измерения осуществляли аналогично примеру 9. Отличия
состояли в том, что для отображения и нанесения щелевой сетки на электропроводной
пленке использовали квадратные сетки с шагом 1,05λ (пример 10) и 2,0λ (пример 11). Результаты измерений ЭПР приведены на фиг. 11, где кривая 1 соответствует шагу плоской
сетки 1,05λ, кривая 2 - 2,0λ, а кривая 3 - ЭПР отражателя без покрытия. Как свидетельствуют измерения, сформированные с соблюдением оптимального интервала покрытия могут быть использованы для уменьшения ОРО (ЭПР) уголкового отражателя и систем
аналогичных ему.
Пример 12.
Покрытие наносили на наружную поверхность металлического цилиндра конечных
размеров с радиусом 25λ поперечно образующей через гибкий трафарет, изображенный на
фиг. 12 в виде развертки. Шаг развертки на плоской поверхности составлял 1,27λ. В остальном получение покрытия осуществляли аналогично примеру 1. Результаты измерения
диаграммы обратного рассеяния приведены на фиг. 13. Величина обратного рассеяния в
20-и градусном секторе, при облучении объекта строго по нормали к касательной плоскости в точке падения электромагнитного сигнала на цилиндрическую поверхность, при нанесении покрытия уменьшилась (фиг. 13, кривая 2) до величины 0,32 от максимального
сигнала (фиг. 13, кривая 1). Падающее нормально на цилиндрическую поверхность излучение отражается с максимумами преимущественно в направлениях 90 и 150°, фиг. 13,
кривая 2). Для измерений использовали линейно поляризованное излучение с λ = 3,2 см.
Пример 13.
Уменьшали ЭПР модели самолета, изображенной на фиг. 14 и выполненной в виде
металлического цилиндра с самолетным профилем. Размеры цилиндра вдоль оси самолета
составили 5,7λ, в размахе крыльев - 5λ. Изгибы поверхности моделировали неоднородности меньшие λ, а кромки крыльев и нос - области "блестящих точек". ЭПР поверхности
модели, образованной образующей цилиндра, без покрытия приведена на фиг. 15, кривая 1.
На поверхность всю поверхность модели, образованную образующей цилиндра, наклеивали
с помощью электроизоляционного лака гибкую ленту с лавсановой подложкой и медной
пленкой со структурой квадратной сетки с шагом 1,41λ (см. пример 4). Перед наклеиванием группу параллельных щелей ориентировали параллельно образующей цилиндра. Результаты измерений ЭРП с нанесенным покрытием приведены на фиг. 15, кривая 2.
Покрытия формировали и проводили измерения для λ = 3,2 см с круговой поляризацией
электромагнитного поля. Как свидетельствуют результаты измерений, ЭПР "блестящих
точек" уменьшилась, как минимум, в два раза и максимум в 20 раз. Результаты свидетельствуют о возможности использования заявляемого способа для уменьшения ОРО от "блестящих точек".
Проведенные оценки снижения веса покрытия для длины волны 3,2 см на моделях самолетов показывают, что вес покрытия по сравнению с традиционными поглощающими
материалами может быть уменьшен в 3-4 раза.
Аналогичные результаты получены на других моделях при различных приемах отображения, нанесения и формирования покрытия в "блестящих точках" при других длинах
волн диапазона сверхвысоких частот. При этом наблюдалось существенное уменьшение
ЭПР объектов и незначительное увеличение их веса за счет нанесения покрытия. Результаты свидетельствуют о перспективности использования изобретения для уменьшения радиозаметности объектов типа летательных аппаратов, особенно в низкочастотной области
диапазона сверхвысоких частот.
Источники информации:
10
BY 6328 C1
1. Зарубежное военное обозрение. - № 6. - 1988. - С. 45-46.
2. Зарубежное военное обозрение. - № 4. - 1999. - С. 30.
3. Патент ФРГ 2136000, МПК H 01Q 17/00, C 09D 5/30, 1979.
4. А.с. СССР 1786567, МПК H 01Q 17/00, 1993.
5. Патент США 4173018, МПК H 01Q, НКИ 343/18А, 1979 (прототип).
6. Патент США 4173018, МПК H 01Q, НКИ 343/18А, 1979.
7. Патент ФРГ 2601062, МПК H 01Q 17/00, H 01Q 15/00, 1979 (прототип).
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
Фиг. 9
11
BY 6328 C1
Фиг. 10
Фиг. 11
Фиг. 12
Фиг. 14
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Фиг. 13
Фиг. 15
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
259 Кб
Теги
by6328, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа