Радиолокационный отражатель

 

Использование: в качестве пассивных радиолокационных навигационных знаков и других обьектов с целью улучшения их распознавания на экране облучающей радиолокационной станции. Сущность изобретения: радиолокационный отражатель содержит решетку из пассивных отражателей , грани которых покрыты слоем диэлектрика . По крайней мере один из параметров (толщина или диэлектрическая проницаемость слоя диэлектрика в соседних пассивных отражателях) выбран отличающимся, что обеспечивает кодирование отраженного сигнала облучающей импульсной РЛС. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, 5U, 1784107 А3 (я)s Н 01 Q 15/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР с;.;у:; .,„» -,, „-.у (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 — " :-"- -- = "-"- .

К ПАТЕНТУ других объектов с целью улучшения их распознавания на экране облучающей радиолокационной станции. Сущность изобретения: радиолокационный отражатель содержит решетку из пассивных отражателей. грани которых покрыты слоем диэлектрика. По крайней мере один из параметров (толщина или диэлектрическая проницаемость слоя диэлектрика в соседних пассивных отражателях) выбран отличающимся, что обеспечивает кодирование отраженного сигнала облучающей импульсной РЛС. 2 ил. (21) 4738913/09 .„, (22) 26,07.89 (46) 23,12.92. Бюл. N. 47 (76) В.Л. Шутов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1190440, кл, Н 01 Q 15/18, 1982 г.

Патент США N 2465993, НКИ 343-18, 1949 r. — прототип, (54) РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ (57) Использование: в качестве-пассйвных радиолокационных навигационных знаков и рых покрыты слоем диэлектрика. Отражатель предназначен только для отражения радиолокационных волн и формирует на экране РЛС один точечный эхосигнал, Поэтому при наличии большого числа отражающих объек-.ов эхосигнал от данного отражателя трудно распознаваем на экране

РЛС на фоне других точечных эхосигналов. жателя.

Цель изобретения — обеспечение кодирования отраженного сигнала облучающей импульсной радиолокационной станции с помощью пассивных радиолокационных отражателей, более простым, чем в радиолокационных приемоответчиках способом, что позволит улучшить распознавание эхосигнала от пассивных отражателей на экране

РЛС и облегчить ориентировку судоводителей и пилотов, а также снизить затраты на содержание радиолокационных ответчиков по сравнению с затратами на содержание

Изобретение относится к устройствам для отражения радиоволн и может быть использовано в качестве радиолокационного

" отражателя, формирующего кодированный ответный сигнал и устанавливаться на навигационных знаках и других обьектах с целыю улучшения их распознавания на экранЕ радиолокационной станции (РЛС), Известны пассивные радиолокационные отражатели, предназначенные для ис- куственного увеличения мощноСти отражен ного импульса электромагнитной волны РЛС. Эти отражатели формируют точечный эхосигнал на экране РЛС.

Известны радиолокационные прйбмоответчики. формирующие при облучении радиолокационной волной ответный кодированный сигнал, хорошо заметнЫй на экране РЛС. Е се они представляют собой сложные радиотехнические устройства различной степени сложности.

Известен радиолокационный отражатель, содержащий установленные друг йад другом. пассивные отражатели, грани котоЭто затрудняет ориентировку судоводителя QQ или пилота по эхосигналу от данного отра- ф

1784107 существующих радиолокационных приемоответчиков, Предлагаемый отражатель радиолокационных волн (см. фиг. 1) собран из пассивных отражателей и может иметь различные 5 формы и, в частности, форму колонны. Колонну отражателей можно условно разбить на несколько частей. Каждая часть состоит из одного или нескольких пассивных, например, уголковых отражателей, Первая 10 часть состоит из ничем не заполненных обычных уголковых отражателей 1. Следующая часть состоит из уголковых отражателей 2, внутренняя поверхность которых . покрыта слоем вещества с большой диэлек- 15 трической проницаемостью аи прозрачного для радиолокационных волн, Таким веществом может быть, например, один из сегнетоэлектриков. Толщина слоя этого вещества имеет определенную 20 величину l> = Л, а

D - тт)

25 где hl — разница в толщине слоя вещества, покрывающего грани уголковых отражателей соседних частей рефлектора:

D — разрешающая способность облучающей РЛС по дальности; 30 о — диэлектрическая проницаемость вещества, покрывающего грани уголковых отражателей.

Следующая третья часть состоит из уголковых отражателей 3, грани которых по- 35 крыты слоем этого же вещества, но большей толщины равной lz = la + h3. Четвертая часть рефлектора состоит из уголковых отражателей 4, покрытых слоем этого вещества толщиной 1з = 1 + hl и т.д. 40

Можно также использовать для покрытия граней уголковых отражателей различных частей радиолокационного отражателя вещества с различной диэлектричеСкой и роницаемостью. При этом толщина слоя по- 45, крывающих веществ для различных частей отражателя может быть одинаковой или от личаться на определенную величину в зависимости от потребных характеристик кодируемого ответного сигнала и разницы в 50 величинах диэлектрических. проницаемостей этих веществ.

Принцип формирования координированного ответного сигнала нэ рефлекторе заключается в следующем. 55

Как известно, скорость распространения электромагнитной волны зависит от диэлектрической и магнитной пройицэемости среды.

С ÅÐ где с — скорость распространения электромагнитной волны в вакууме; я — диэлектрическая проницаемость среды; ,и — магнитная проницаемость среды.

Таким образом, электромагнитная волна (ЭМВ), проходя через вещество с большой диэлектрической проницаемостью, заметно отстает от ЭМВ, распространяющийся в вакууме или в воздухе, диэлектрическая проницаемость которого близка к единице. Как известно, антенны судовых

РЛС излучают энергию короткими электромагнитными импульсами (ЭМИ), имеющими узкую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. При попадании такого электромагнитного импульса на предлагаемый рефлектор часть фронта 3МВ сразу отразится от обычных уголковых отражателей 1. Другая часть фронта ЭМВ, попавшая на уголковые отражатели 2, 3 и 4, пройдет сквозьдиэлектрик, отразится от поверхности граней уголкового отражателя и, повторно пройдя сквозь диэлектрик, вернется к антенне РЛС, Но, при этом, эта часть

ЭМВ будет отставать от ЭМВ, распространяющейся только в воздухе (т.е, отразившейся от непокрытых диэлектриком отражателей 1) на некоторое время и расстояние, Это отставание будет тем больше, . чем больше диэлектрическая проницаемость вещества, покрывающего грани отражателей и, чем толще слой этого вещества.

Это отставание может быть выражено следующей зависимостью

АD = 1 (6 — 1), где Л D — отставание фронта электромагнитной волны, прошедшей сквозь диэлектрик от электромагнитной волны, распространяющейся только в воздухе;

L- расстояние, проходимое 3МВ в диэлектрике, Таким образом, отраженный импульс как бы раздваивается и на экране РЛ С будут видны две отметки, расположенные на одном радиусе от центра экрана.

Ближняя к центру, более яркая метка. образованная сигналом, пришедшим от незаполненных диэлектриком отражателей 1, будет соответствовать действительному положению рефлектора относительно судна., Вторая, третья и т.д. метки будут образованы сигналами от частей ЭМВ, прошедшими через слой диэлектрика и позволят выде1784107 .

25

0,8 Р Ь(Рег/aW > n)Oa—

35

45

55 лить сигнал от рефлектора на фоне других сигналов на экране РЛС.

Метки будут видны на экране РЛС раздельно при условии, что второй отраженный сигнал будет отставать от первого на расстояние hD, превышающее разрешающую способность РЛС по дальности D. Например, для РЛС "Миус" разрешающая способность по дальности равна D = 25 м.

Следовательно, если радиолокационная волна проходит в диэлектрике расстояние в один метр, то для обеспечения ее отставания в ЛО = 25 м от радиолокационной волны, распространяющейся в воздухе, необходимо иметь вещество с диэлектриче ской проницаемостью

e (+ 1 ), т,ех 650

Если отраженные импульсы будут отставать друг от друга нэ расстояние Л0 ) 25 м, то они будут видны на экране РЛС "Миус" в виде ряда отдельных точечных сигналов, расположенных вдоль одного радиуса экрана, Если же два последовательных отраженных импульса будет разделять расстояние hD < 25 м, то они образуют на экране РЛС сплошной, вытянутый вдоль радиуса экрана сигнал — тире.

Таким образом, путем подбора толщины диэлектрика в разных частях радиолокационного отражателя или подбором различных веществ с различной диэлектрической проницаемостью можно создать на экране РЛС различные серии отраженных сигналов с любым сочетанием точек и тире, Это позволит выделить каждый ориентир с помощью caoего кода на фоне множества эхосигналов.

Необходимо отметить, что энергия 3МВ при отражении от угловых отражателей, грани которых покрыты слоем диэлектрика,де-. лится на несколько частей. Часть энергии

ЭМВ отразится от поверхности диэлектрика не проникая в него. Другая часть энергии

ЭМВ продет сквозь слой диэлектрика только на одной грани, третья часть энергии

ЭМВ пройдет сквозь слой диэлектрика на двух гранях и какая то доля энергии пройдет сквозь диэлектрик на всех трех гранях. Распределение энергии между этими частями

ЭМВ зависит от свойств диэлектрика (в частности, от величины r) и от угла падения

ЭМВ на поверхность диэлектрика на разных гранях.

При перемещении РЛС относительно отражателя э о распределение будет меняться в некоторых пределах.

На фиг. 1 показан один из вариантов радиолокационного отражателя при виде сверху, сбоку и в изометрии; на фиг. 2— пример конкретного выполнения радиолокационного отражателя в фронтальной проекции, Радиолокационный отражатель (фиг. 2) выполнен из угловых отражателей 1, 2, 3 собранных в колонну квадратного сечения и способен отражать радиолокационные волны с любого направления.

Длина стороны каждого углового отражателя равна двум метрам. Каждая из сторон колонны рефлектора состоит из трех угловых отражателей. Нижний уголковый отражатель 3 каждой стороны полностью заполнен сегнетозлектриком. Толщина слоя сегнетоэлектрика при этом составляет один метр. Сегнетоэлектрик представляет из себя твердый раствор: (1 — x) P Ь(Реизов/1!з)Оз— — Х1а Р Ьг(Ю п Ре уг)М/06, где 0,1 <Х <0,5 при X = 0.2 — это будет раствор — 0,2>lzPbz(LI >nFesn)WOo.

Данный раствор имеет диэлектрическую проницаемость E = 700 — 1100 в интервале температур т = -30 — +50 С и низкие диэлектрические потери в СВЧ-диапазоне

tg д= (1 — 2) х 10 2--на частоте 3 х 10 Гц.

Магнитная проницаемость (lc) раствора незначительно отличается от магнитной проницаемости воздуха.

Внутренняя поверхность среднего (нэ каждой стороне) уголкового отражателя 2 отделена от наружного воздуха полуметровым слоем этого же сегнетоэлектрика. Верхние уголковые отражатели 1 не заполнены сегнетоэлектриком. Для защиты от атмосферных воздействий снаружи вся колонна отражателей закрыта пластмассовым кожухом 5, не оказывающим, практически, ника-: кого влияния на скорость распространения радиолокационных волн.

Радиолокационная волна„достигнув рефлектора,отразится от всех трех уголковых отражателей 1. 2, 3, При этом в нижнем уголковом отражателе 3 она пройдет в сегнетоэлектрике расстояние два метра, в среднем уголковом отражателе 2 расстояние один метр, а в верхнем отражателе 1 она будет проходить только в воздухе. При этом

1784107

Формула изобретения

А-А

EeWecmdo с оелииой д елекктеическои ллокицаеиостаю(Е) и

nnospov e Юдо pogvoлокационмих loavu

Фие.!

ФЕЯ

4 Составитель B,Øóòîâ

Техред М,Моргентал Корректор И. Шулла

Редактор Т.Шагова

Заказ 4530 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 на экране РЛС появится три точечных эхосигнала, сформированных рефлектором, которые будут расположены по одному пеленгу на экране.

Ближний к центру экрана эхосигнал будет 5 показывать место. рефлектора на экране, а дальше по пеленгу будут высвечиваться еще две точечных отметки: одна на расстоянии 2530 м. а вторая — 50-60 м от основной первой отметки (в масштабе шкалы). Эти отметки Ilo- 10 зволят. хорошо выделить отметку рефлектора на экране РЛС, на фоне других сигналов.

Радиолокационный отражатель, содержащий решетку из пассивных отражателей. грани которых покрыты слоем диэлектрика. отличающийся тем, что. с целью кодирования отраженного сигнала облучающей импульсной радиолокационной станции, по крайней мере один из параметров (толщина или диэлектрическая проницаемость) слоя диэлектрика в соседних пассиеных отражателях выбран отличающимся.