Радиолокационный отражатель

.Патент США1949 г. - прототи М 47 ство СССР /18, 1982 г, 5993, НКИ 343-18, ЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ ачестве- пасбйвных ационных знаков и идетел 01 01 М 24 рых покрыттель преднарадиологацранеРЛС одму приотражаю щиотражателяРЛС на фонЭто затруднили пилотажателя. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: врадиолокационных нав 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 мощноети отраженного импульса электромагнитной волны РЛС. Эти отражатели формируют точечный эхосигнал на экране РЛС.Известны радиолокационные прйбмо- ответчики. формирующие при облучении радиолокационной волной ответный кодированный сигнал, хорошо заметнЫй на экране РЛС. Бсе они представляют собой сложные радиотехническиеустройства различной степени сложности.Известен радиолокационный отражатель, содержащий установленные друг йад другом пассивные отражатели, грани кото. 2других объектов с целью улучшения их распознавания на экране облучающей радиолокационной станции. Сущность изоб етения: адиолокационный от ажатель Р Р Родержит решетку из пассивных отражате леи. 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. слоем диэлектрика. Отражаначен только для отражения онных волн и формирует на экин точечный эхосигнал, Поэтоаличиибольшого числа объек-,ов эхосигнал отданного рудно распознаваем на экране других точечных эхосигналовет ориентировку судоводителяо эхосигналу от данного отраЦель изобретения - обеспечение кодирования отраженного сигнала облучающей импульсной радиолокационной станции с помощью пассивных радиолокационных отражателей, более простым, чем в радиоло.кационных приемоответчиках способом, что позволит улучшить распознавание эхосигнала от пассивных отражателей на экране РЛС и облегчить ориентировку судоводите-. лей и пилотов, а также снизить затраты на содержание радиолокацйонных ответчиков по сравнению с затратами на содержаниесуществующих радиолокационных приемоответчиков,Предлагаемый отражатель радиолокационных волн (см. фиг. 1) собран из пассивных отражателей и может иметь различные 5формы и, в частности, форму колонны, Колонну отражателей можно условно разбитьна несколько частей. Каждая часть состоитиз одного или нескольких пассивных, например, уголковых отражателей, Первая 10часть состоит из ничем не заполненныхобычных уголковых отражателей 1. Следующая часть состоит из уголковых отражателей 2, внутренняя поверхность которых. покрыта слоем вещества с большой диэлектрической проницаемостью еи прозрачногодля радиолокационных волн,Таким веществом может быть, например; один из сегнетоэлектриков. Толщинаслоя этого вещества имеет определенную 20величину 11= Л, э О25где Ж - разница в толщине слоя вещества,покрывающего грани уголковых отражателей соседних частей рефлектора:О - разрешающая способность облучающей РЛС по дальности; 30е- диэлектрическая проницаемость вещества, покрывающего грани уголковых отражателей,Следующая третья часть состоит изуголковых отражателей 3, грани которых покрыты слоемэтого же вещества, но большейтолщины равной 12 =11+ Ь. Четвертая частьрефлектора состоит из уголковых отражателей 4, покрытых слоем этого вещества толщиной 13 = 12+ Ж и т.д. 40Можно также использовать для покрытия граней уголковых отражателей различных частей радиолокационного отражателявещества с различной диэлектричеСкой и роницаемостью. При этом толщина слоя по, крывающих веществ для различных частейотражателя может быть одинаковой или отличаться на определенную величину в зависимости от потребных характеристиккодируемого ответного сигнала и разницы в 50величинах диэлектрических проницаемостей этих веществ.Принцип формирования координированного ответного сигнала нэ рефлекторезаключается в следующем. 55Как известно, скорость распространения электромагнитной волны зависит от диэлектрической и магнитной пройицэемостисреды. СФТгде с - скорость распространения электромагнитной волны в вакууме;е - 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 ЭМВ 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 зависимостьюгде Л О - отставание фронта электромагнитной волны, прошедшей сквозь диэлектрик от электромагнитной волны, распространяющейся только в воздухе;1 - расстояние, проходимое ЭМВ 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 10 15 20 0,8 РЬ(Ее 2/зЯ/з)Оз -30 35 40 45 50 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 будетотставать от первого нэ расстояние ЬО, превышающее разрешающую способность РЛС по дальности О. Например, для РЛС "Миус" разрешающая способность по дальности равна О = 25 м. Следовательно, если радиолокационная волна проходит в диэлектрике расстояние в один метр, то для обеспечения ее отставания в ЬО = 25 м от радиолокационной волны, распространяющейся в воздухе, необходимо иметь вещество с диэлектриче ской проницаемостью(цд + 1 ), т,ех650 Если отраженные импульсы будут отставать друг от друга нэ расстояние ЛО ) 25м, то они будут видны на экране РЛС "Миус" в виде ряда отдельных точечных сигналов, расположенных вдоль одного радиусаэкрана, Если же два последовательных отраженных импульса будет разделять расстояние Ж)25 м, то они образуют наэкране РЛС сплошной, вытянутый вдоль радиуса экрана сигнал - тире.Таким образом, путем подбора толщины диэлектрика в разных частях радиолокационного отражателя или подборомразличных веществ с различной диэлектрической проницаемостью можно создать наэкране РЛС различные серии отраженныхсигналов с любым сочетанием точек и тире,Это позволит выделить каждый ориентир спомощью своего кода на фоне множестваэхосигналов.Необходимо отметить, что энергия ЭМВпри отражении от угловых отражателей, грани которых покрыты слоем диэлектрика,де-.лится на несколько частей. Часть энергииЭМВ отразится от поверхности диэлектрикане проникая в него. Другая часть энергииЭМВ продет сквозь слой диэлектрика только на одной Грани, третья часть энергииЭМВ пройдет сквозь слой диэлектрика надвух гранях и какая то доля энергии пройдетсквозь диэлектрик на всех трех гранях. Распределение энергии между этими частямиЭМВ зависит от свойств диэлектрика (в частности, от величины г) и от угла паденияЭМВ на поверхность диэлектрика на разных гранях.При перемещении РЛС относительноотражателя э"о распределение будет меняться в некоторых пределах,На фиг. 1 показан один из вариантов радиолокационного отражателя при видесверху, сбоку и в изометрии; на фиг, 2 -пример конкретного выполнения радиоло кационного 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 - х) РЬ(ЕеозЮ/з)Оз -- Х 1 ПРЬ 2( 1 тпЕе 12)ЯО 6,где 0,1 Х 0,5 при Х = 0,2 - это будетраствор- 0,2 а РЬ 2(1 11 пЕеа)М/06 Данный раствор имеет диэлектрическую проницаемость е= 700 - 1100 в интервале температур т = -30 - +50 С и низкие диэлектрические потери в СВЧ-диапазоне тд д= (1 - 2) х 10 2 на частоте 3 х 10 Гц. Магнитная проницаемость (с) 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 распространениярадиолокационных волн.Радиолокационная волнадостигнув 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