СНИЖЕНИЕ ЭПР ТЕХНИКИ И ОБЪЕКТОВ, ИМЕЮЩИХ В СВОЁМ

СОСТАВЕ АНТЕННЫЕ СИСТЕМЫ

Савицкая Я.А., Ершова И.А., Паслён В.В.

Донецкий национальный технический университет

         Попытки решения проблемы создания техники и объектов, малозаметных для радиоэлектронных средств (РЭС), предпринимались со времени начала развития радиолокации. Задача осложнялась тем, что скрытие техники необходимо обеспечивать от обнаружения РЭС не на одной частоте, а в широком диапазоне частот.

          Прежде всего, необходимо было ввести параметр, определяющий эффективное рассеивание цели. Для этого стали использовать термин эффективная площадь рассеивания (ЭПР). ЭГТР - это площадь некоторой фиктивной плоской поверхности, расположенной нормально к направлению падающей плоской волны и являющейся идеальным и изотропным переизлучателем. При помещении данной поверхности в точку цели она создаёт ту же плотность потока мощности, что и реальная цель.

          Интерес к вопросу снижения ЭПР остаётся повышенным, потому что решение данной задачи важно для стратегических областей, представленных на рис. 1:

Рис.1 Области применения идеи снижения ЭПР.

          Среди способов уменьшения ЭПР наибольшее распространение получили радиопоглощающие покрытия. При их взаимодействии с электромагнитной волной (ЭМВ) происходит поглощение, рассеивание и интерференция энергии. Хорошее поглощение энергии ЭМВ обеспечивается, если покрытие согласовано со свободным пространством (волновые сопротивления на границе покрытия и свободного пространства равны). Согласование обеспечивается тем, что внешний слой покрытия выполняется из материала с магнитной и диэлектрической проницаемостью близкой к единице. Для расширения диапазонности покрытия выполняются многослойными, а внешняя поверхность имеет вид шипов в форме конуса или пирамиды.

          Общими недостатками радиопоглощающих покрытий является их узкая диапазонность, существенная масса, технологическая сложность нанесения, недолговечность в экстремальных условиях применения, невозможность применения для маскировки антенных систем. В связи с этим радиопоглощающими покрытиями покрывают только те места техники и объектов, которые в наибольшей степени отражают ЭМВ (острые кромки, резкие переходы, действующие как уголковые отражатели, значительные по площади участки поверхности малой кривизны, стыки и т.п.).

          Применение неметаллических композиционных материалов, слабо рассеивающих энергию ЭМВ, позволяет уменьшить ЭПР техники и объектов. Для данного способа существенным недостатком является то, что не всегда возможно выполнение силовых конструкций антенн из композиционных материалов по прочностным и стоимостным характеристикам.

          Значение ЭПР техники и объектов определяется её геометрической формой и электромагнитными свойствами отражающих поверхностей. Для снижения уровня рассеивания ЭМВ поверхностью техники её плоские элементы заменяют поверхностями, трансформирующими зеркальное рассеивание в сторону прихода волны в диффузное, а антенные системы с большой ЭПР экранируют наклонными проводящими поверхностями, закрывающими их в нерабочее время.

          Для уменьшения ЭПР антенной системы в неактивном состоянии предлагается решение по изменению конструкции антенного обтекателя объектов самолётостроения и кораблестроения.

          Применяемая форма носового обтекателя самолёта в виде конуса позволяет уменьшить ЭПР на несколько порядков. Такая конструкция может быть дополнена ещё одним конусом с внутренней стороны, отстоящим на несколько сантиметров от основного. Пространство, образовавшееся между образующими двух конусов, можно заполнить электролитом или газом с хорошими поглощающими свойствами. Например, парами ртути.

          Антенные обтекатели, использующиеся в кораблестроении, имеют комбинированную форму - комбинация цилиндра и шара. В этом случае дополнительный обтекатель может быть введён как по всей форме, так и для отдельных частей. Для того чтобы не усложнять конструкцию можно ввести дополнительную полусферу, поскольку её ЭПР больше чем у цилиндра.

          Аналогичное решение может быть применено для наземной техники.

           Кроме этого, в неактивном состоянии зеркало антенны нужно развернуть в положение противоположное движению самолёта. Поскольку ширина задних лепестков диаграммы направленности зеркальных антенн составляет единицы градуса, то фиксация антенны в таком состоянии при отсутствии приёма/передачи информации позволит дополнительно уменьшить ЭПР.