Устройство для излучения мощных сверхвысокочастотных импульсов

 

Изобретение относится к радио- и электротехнике и представляет собой устройство для генерирования мощных направленных сверхвысокочастотных (СВЧ) электромагнитных импульсов (ЭМИ), предназначенных для воздействия на объекты, содержащие радиоэлектронные средства (РЭС), и может быть использовано для создания мощных электромагнитных помех для вывода из строя элементов РЭС, расположенных на поверхности, или над поверхностью, или под поверхностью суши или воды. Техническим результатом является обеспечение более эффективного и точного воздействия мощного направленного электромагнитного излучения на объекты, расположенные на поверхности, или над поверхностью, или под поверхностью суши или воды, и уменьшение веса устройства. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для излучения сверхвысокочастотных (СВЧ) электромагнитных импульсов (ЭМИ), содержащем зеркальную антенну, выполненную гибкой, облучатель, расположенный с возможностью ее облучения, и расположенные в корпусе, присоединенном к подвесной системе парашюта, генератор СВЧ ЭМИ, выключатель и блок питания, антенна выполнена с возможностью исполнения функций парашюта, для чего поверхность антенны, отражающая СВЧ ЭМИ-импульсы, выполнена из электрически проводящей ткани. Поверхность антенны может быть выполнена в форме параболического цилиндра. Часть поверхности корпуса, обращенная к поверхности антенны, может быть выполнена из радиопрозрачного материала. Часть поверхности корпуса, обращенная к поверхности антенны, может быть выполнена съемной. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радио- и электротехнике и представляет собой устройство для генерирования мощных направленных сверхвысокочастотных (СВЧ) электромагнитных импульсов (ЭМИ), предназначенных для воздействия на объекты, содержащие радиоэлектронные средства (РЭС,) и может быть использовано для создания мощных электромагнитных помех для вывода из строя элементов РЭС, расположенных на поверхности, или над поверхностью, или под поверхностью суши или воды.

Известны устройства для излучения СВЧ-импульсов, использующие в качестве излучателя вибраторные антенны, состоящие из двух плеч, представляющих собой два цилиндрических проводника с биконической областью запитки, к которым подключен генератор СВЧ-импульсов /1/.

Работает вибраторная антенна следующим образом. К зазору между плечами вибратора подается переменное или импульсное напряжение. В результате по обоим плечам вибратора начинает протекать ток, который возбуждает электромагнитное поле в окружающем пространстве.

Такие устройства не позволяют излучать СВЧ-импульсы в строго определенном направлении. Как правило, они излучают во все стороны пространства и не позволяют создавать уровни мощности СВЧ-сигналов, достаточных для функционального поражения объектов.

Известны устройства для направленной передачи СВЧ-импульсов, содержащие параболическую или иную поверхностную антенну и источник СВЧ-импульсов, облучающий данную антенну /2/.

Такая антенна работает аналогично прожектору. В фокусе параболической или поверхностной антенны расположена штыревая, рупорная или иная антенна, к которой подводится знакопеременное или импульсное напряжение. Эта облучающая антенна излучает электромагнитные импульсы, которые отражаются от параболической антенны как от зеркала. При этом изогнутая поверхность антенны обладает фокусирующими свойствами, т.е. электромагнитный импульс можно концентрировать в определенном направлении.

Недостатком такой антенны являются ее большие габариты, в результате чего ее практически невозможно разместить в спускаемом аппарате или головной части ракеты, т. к. для выполнения поставленной задачи требуются антенны с большой площадью поверхности.

Известен имитатор воздействия мощного короткого электромагнитного импульса, содержащий коническую проволочную антенну, связанную с куполом парашюта, причем излучающие элементы конической части антенны соединены с подвесной системой парашюта. К вершине конической антенны прикреплен корпус, в котором размещены генератор импульсов, возбуждающий антенну, блок питания и выключатель. К корпусу прикреплен противовес /3/.

Это устройство работает аналогично вибраторной антенне. Одним плечом вибратора является коническая антенна, излучающие элементы которой связаны с подвесной системой парашюта. Другим плечом - противовес, представляющий собой обычный проволочный цилиндр. При срабатывании генератора импульсов, включенного между противовесом и конической антенной, по ним протекает импульсный ток, приводящий к излучению электромагнитного импульса.

Недостатком такого устройства является то, что коническая антенна является ненаправленным излучателем, т.е. излучает практически во все стороны. Это приводит к значительному уменьшению мощности излучения на единицу облучаемой поверхности. Кроме того, коэффициент усиления таких антенн значительно меньше, чем у параболических. Необходимость использования противовесов в качестве второго плеча конической антенны приводит к увеличению веса и габаритов всего устройства.

Известно устройство передачи электромагнитных волн, содержащее передающий блок для облучения земной поверхности с воздуха и парашют, поверхностный слой которого со стороны передающего блока выполнен из металла или другого материала с металлическим покрытием. Поверхность этого слоя является отражающей по отношению к передающему блоку /4/.

Недостатком данного решения является выполнение поверхностного слоя парашюта из металла или другого материала с металлическим покрытием, что не позволяет использовать его в качестве парашюта. Аэродинамические свойства такого устройства при спуске не будут соответствовать требованиям, предъявляемым к парашютам, в результате того, что металл не пропускает воздух, поэтому воздушный поток не будет просачиваться сквозь такое покрытие, что необходимо для плавного, безопасного и стабильного спуска парашюта и точного его приземления. Кроме того, выполнение поверхности парашюта из металла или другого материала с металлическим покрытием, даже очень тонкого, не позволяет компактно складывать парашют в парашютную сумку, что необходимо для его транспортировки, а также не позволяет раскрывать при спуске сложенный металлический парашют без риска для спускаемых грузов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение эффективности поражения электронных средств объектов, расположенных на поверхности, или над поверхностью, или под поверхностью суши или воды, при воздействии на них с воздуха.

Техническим результатом является обеспечение более эффективного и точного воздействия мощного направленного электромагнитного излучения на объекты, расположенные на поверхности, или над поверхностью, или под поверхностью суши или воды, и уменьшение веса устройства.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для излучения сверхвысокочастотных (СВЧ) электромагнитных импульсов (ЭМИ), содержащем зеркальную антенну, выполненную гибкой, облучатель, расположенный с возможностью ее облучения, и расположенные в корпусе, присоединенном к подвесной системе парашюта, генератор СВЧ ЭМИ, выключатель и блок питания, антенна выполнена с возможностью исполнения функций парашюта, для чего поверхность антенны выполнена из электрически проводящей ткани.

Подвесная система парашюта является составной частью зеркальной антенны, т.к. она совместно с облучателем, генератором СВЧ ЭМИ, выключателем и блоком питания позволяют поддерживать форму поверхности антенны, близкой к параболической.

Электрически проводящей ткань купола парашюта можно выполнить, пропитав ее углеродосодержащим раствором или раствором медного купороса. Другим вариантом является изготовление купола парашюта из ткани, в которую вплетены тонкие металлические нити.

Обеспечение более эффективного и точного воздействия мощного направленного электромагнитного излучения на объекты, расположенные на поверхности, или над поверхностью, или под поверхностью суши или воды, достигается за счет формирования направленного потока электромагнитной энергии, в результате его отражения от поверхности антенны при безопасном, плавном и точном спуске устройства за счет выполнения поверхности антенны из электрически проводящей ткани, что исключает смятие парашюта при складывании, повышая безопасность спуска, позволяет воздушному потоку проходить через купол парашюта в той степени, которая необходима для плавного, безопасного и стабильного его снижения и точного приземления. Электрически проводящей ткань можно выполнить, пропитав ее углеродосодержащим раствором или раствором медного купороса, или вплетя в ткань тонкие электрически проводящие нити.

Уменьшение веса устройства достигается путем уменьшения веса антенны, в результате выполнения ее не целиком из металла ила другого материала с электропроводящим покрытием, а из электрически проводящей ткани и совмещения функций антенны и парашюта.

Выполнение поверхности основной антенны в форме параболического цилиндра, близкого по форме к так называемому "летающему крылу", позволяет максимально повысить фокусирующие свойства антенн и тем самым увеличить плотность электромагнитной энергии.

Часть поверхности корпуса, обращенная к поверхности антенны, отражающей СВЧ ЭМИ-импульсы, может быть выполнена из радиопрозрачного материала, что позволяет СВЧ ЭМИ-импульсам, излучаемым облучателем, при сохранении аэродинамических свойств устройства проникать сквозь стенку корпуса.

Часть поверхности корпуса, обращенная к поверхности антенны, отражающей СВЧ ЭМИ-импульсы, может быть выполнена съемной (отстреливающейся) по команде с борта или земли.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для излучения сверхвысокочастотных электромагнитных импульсов.

На фиг. 2 изображено выполнение поверхности основной антенны в форме параболического цилиндра.

Устройство содержит зеркальную антенну 1, выполненную гибкой, облучатель 2, расположенный с возможностью облучения антенны 1, и расположенные в корпусе 3, присоединенном к подвесной системе парашюта 4, генератор СВЧ ЭМИ-импульсов 5, выключатель 6, блок питания 7. Вход облучателя 2 соединен с выходом 8 генератора СВЧ ЭМИ-импульсов 5, а выход расположен с возможностью облучения антенны 1. Антенна 1 устройства выполнена с возможностью исполнения функций парашюта, для чего поверхность антенны, отражающая СВЧ ЭМИ-импульсы, выполнена из электрически проводящей ткани.

Подвесная система парашюта 4 является составной частью зеркальной антенны 1, т. к. она совместно с облучателем 2, генератором СВЧ ЭМИ 5, выключателем 6 и блоком питания 7 позволяют поддерживать форму поверхности антенны, близкой к параболической.

Электрически проводящей ткань купола парашюта можно выполнить, пропитав ее углеродосодержащим раствором или раствором медного купороса. Другим вариантом является изготовление купола парашюта из ткани, в которую вплетены тонкие металлические нити (фиг.1, 2).

Площадь поверхности антенны, выполненной из электрически проводящей ткани, определяется требуемой площадью облучения поверхности суши или моря и высотой, на которой происходит срабатывание устройства.

Часть поверхности 9 корпуса 3, обращенная к поверхности антенны 1, может быть выполнена из радиопрозрачного материала (фиг.1, 2).

Поверхность антенны 1 может быть выполнена в форме параболического цилиндра, близкого по форме к так называемому "летающему крылу" (фиг.2).

Часть поверхности 9 корпуса 3, обращенная к поверхности антенны 1, может быть выполнена съемной (отстреливающейся) по команде с борта или земли.

Устройство для излучения мощных сверхвысокочастотных или электромагнитных импульсов работает следующим образом.

Корпус 3 устройства отделяется от самолета или ракеты и на определенной высоте над уровнем воды или суши по команде раскрывается антенна 1, которая выполнена с возможностью исполнения функций парашюта. По команде с летательного аппарата или другого объекта в определенный момент времени срабатывает выключатель 6, и от предварительно заряженного блока питания 7 происходит импульсная зарядка накопителя генератора СВЧ ЭМИ-импульсов 5. При определенном уровне зарядного напряжения включается генератор СВЧ ЭМИ - импульсов 5, и импульс поступает на облучатель 2, выполненный в виде облучающей рупорной антенны, расположенной на выходе генератора СВЧ ЭМИ-импульсов 5. Облучатель 2 через часть корпуса 9, выполненную из радиопрозрачного материала, либо непосредственно, если произошло отстреливание части поверхности корпуса, выполненной съемной, начинает облучать внутреннюю поверхность антенны 1, исполняющей одновременно функции парашюта. Электромагнитные волны, отражаясь от поверхности 1, выполненной в форме параболического цилиндра (фиг. 2), фокусируются и образуют направленный поток сверхвысокочастотной электромагнитной энергии, который облучает объекты, находящиеся в зоне действия этого потока, при этом выполнение поверхности основной антенны из электрически проводящей ткани исключает смятие парашюта при складывании, что приводит к повышению безопасности спуска, позволяет воздушному потоку проходить через купол парашюта в той степени, которая необходима для плавного, безопасного и стабильного его снижения и точного приземления.

Таким образом, использование изобретения позволяет обеспечить более эффективное и точное воздействие мощного направленного электромагнитного излучения на объекты, расположенные на поверхности, или над поверхностью, или под поверхностью суши или воды, и уменьшение веса устройства.

Источники информации 1. Марков Т.Г., Сазонов Д.М., "Антенны", М., Энергия, 1976, с.49.

2. Марков Т.Г., Сазонов Д.М., "Антенны", М., Энергия, 1976, с.432.

3. Патент Франции 2605805, Н 01 Q 1/44, опубл. 15.04.88.

4. Заявка Японии 60-144027 А, Н 01 В 1/03, опубл. 30.07.85.

Формула изобретения

1. Устройство для излучения сверхвысокочастотных (СВЧ) электромагнитных импульсов (ЭМИ), содержащее зеркальную антенну, выполненную гибкой, облучатель, расположенный с возможностью ее облучения, и расположенные в корпусе, присоединенном к подвесной системе парашюта, генератор СВЧ ЭМИ, выключатель и блок питания, отличающееся тем, что антенна выполнена с возможностью исполнения функций парашюта, для чего поверхность антенны выполнена из электрически проводящей ткани.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность антенны выполнена в форме параболического цилиндра.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть поверхности корпуса, обращенная к поверхности антенны, выполнена из радиопрозрачного материала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть поверхности корпуса, обращенная к поверхности антенны, выполнена съемной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2