Радиопоглощающее устройство с антиобледенительными свойствами

Полезная модель относится к области конструкционных материалов, которые могут быть использованы при оборудовании летательных аппаратов в качестве защитных средств, снижающих уровень обратного отражения электромагнитного излучения, обладая при этом защитой от обледенения. Радиопоглощающее устройство с антиобледенительными свойствами состоит из конструкционного диэлектрического слоя 1, на поверхности которого закреплена плоская арифметическая либо логарифмическая спиральная антенна. Спираль 2 антенны присоединена к источнику электропитания 3 постоянного тока посредством коаксиального фидера 4 с согласующей нагрузкой 5, поглощающей падающие электромагнитные волны. Для защиты спирали от внешних механических и климатических воздействий на нее сверху наложен дополнительный тонкий диэлектрический слой. Диэлектрический слой 1 выполнен из стеклопластика, в который могут быть внедрены поглощающие элементы. При падении электромагнитных волн в спирали 2 антенны наводятся высокочастотные токи, которые распространяются по высокочастотному кабелю до согласующей нагрузки 5, в которой происходит их затухание. Прохождение постоянного тока по спирали вызывает ее нагрев, что препятствует возможности образования поверхностной наледи на элементе, располагающемся на объекте, который работает при низких температурах. Размещение плоских спиралевидных антенн на поверхности конструкционного диэлектрика привело не только к улучшению его радиотехнических свойств (снижению обратного отражения), но и появлению нового свойства - защиты от обледенения, т.е. достижению технического результата полезной модели. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.

Радиопоглощающее устройство с антиобледенительными свойствами

Полезная модель относится к области конструкционных радиопоглощающих материалов, которые могут быть использованы при оборудовании самолетов в качестве защитных средств, снижающих уровень обратного отражения электромагнитного излучения и препятствующих поверхностному обледенению.

Известен конструкционный радиопоглощающий элемент, состоящий из собранных в плоский пакет внешнего конструкционного, тонкого электропроводящего, согласующего и металлического слоев (RU 2367069, H01Q 17/00, 2006 г.). Недостатком данного устройства является то, что слои, обеспечивающие прочностные характеристики, не используются как радиопоглощающие, а электропроводящий и диэлектрический слои не являются конструкционными.

Наиболее близким к полезной модели является радиопоглощающее устройство, которое содержит диэлектрический поглощающий слой, являющийся одновременно и конструкционным. Данный слой выполнен из стеклопластика с поглощающим наполнителем в виде науглероженного волокна (RU 2456722, H01Q 17/00, 2011 г.). Недостатком известной конструкции является отсутствие защиты от обледенения, что ограничивает возможность ее использования в качестве защитного средства от радиолокационного обнаружения на объектах, работающих при низких температурах, например, самолетах.

Техническим результатом, которого можно достичь при осуществлении полезной модели, является создание защитного радиопоглощающего конструкционного элемента с антиобледенительными свойствами.

Технический результат достигается тем, что в радиопоглощающем устройстве с антиобледенительными свойствами, содержащем конструкционный диэлектрический слой, на поверхности которого закреплена плоская арифметическая либо логарифмическая спиральная антенна, сверху защищенная наложенным на нее тонким дополнительным диэлектрическим слоем, спираль антенны присоединена к источнику электропитания постоянного тока посредством коаксиального фидера с согласующей нагрузкой, поглощающей падающие электромагнитные волны, при этом конструкционный диэлектрический слой может содержать поглощающие элементы с магнитными свойствами.

На чертеже представлена конструкция устройства

Радиопоглощающее устройство с антиобледенительными свойствами, имеющего вид плоского радиопоглощающего конструкционного элемента, состоит из конструкционного диэлектрического слоя 1, на поверхности которого закреплена плоская арифметическая либо логарифмическая спиральная антенна. Спираль 2 антенны присоединена к источнику электропитания 3 постоянного тока посредством коаксиального фидера 4 с согласующей нагрузкой 5, поглощающей падающие электромагнитные волны. Для защиты спирали от внешних механических и климатических воздействий на нее сверху наложен дополнительный тонкий диэлектрический слой, который может перекрывать всю поверхность элемента, не препятствуя при этом отводу тепла от спирали.

Конструкционный диэлектрический слой 1 может быть выполнен из стеклопластика. Для усиления поглощающих свойств и, следовательно, снижения обратного отражения в материал диэлектрического слоя могут быть внедрены поглощающие элементы, выполненные, например, из отрезков микропроводов в стеклянной изоляции с внутренней жилой из ферромагнитного материала.

Тип согласующей нагрузки определяется конструктивными особенностями устройства и его расположением на объекте. Согласующая нагрузка может быть выполнена как самостоятельный элемент (блок конденсаторов), присоединенный непосредственно к коаксиальному кабелю, так и в виде, например, длинномерного кабеля либо встроенного в кабель резистивного элемента (внутреннего шиловидного штыря).

Параметры спирали плоской антенны определяются средней частотой рабочего диапазона электромагнитного излучения.

Устройство работает следующим образом.

При падении электромагнитных волн в спирали 2 антенны наводятся высокочастотные токи, которые распространяются по высокочастотному кабелю до согласующей нагрузки, в которой происходит их затухание, что вызывает снижение переотраженного от антенны сигнала. Подобный тип антенн обладает узкой диаграммой направленности, т.е. максимальное излучение распространяется по нормали к их плоскости. Следовательно, при падении электромагнитных волн под углом обратное отражение снижается.

Прохождение постоянного тока по спирали вызывает ее нагрев, что препятствует возможности образования поверхностной наледи на элементе. Данный эффект особенно актуален при использовании данной конструкции в качестве защитного средства на объектах, работающих при низких температурах, способствующих их поверхностному обледенению.

Таким образом, размещение плоских спиралевидных антенн на поверхности конструкционного диэлектрика, их подключение к источнику электропитания посредством коаксиального фидера с согласующей нагрузкой и привело не только к улучшению радиотехнических свойств (снижению обратного отражения) защитного элемента, но и появлению нового свойства - защите от обледенения, т.е. достижению технического результата полезной модели.

Из нескольких поглощающих элементов можно собрать конструкцию защитного средства, например, для воздухозаборника летательных аппаратов. Совмещение двух функций конструкционного материала (защита от электромагнитного излучения и поверхностного обледенения) позволило обеспечить возможность его использования на объектах, работающих при низких температурах, что важно в самолетостроении и кораблестроении.

1. Радиопоглощающее устройство с антиобледенительными свойствами, содержащее конструкционный диэлектрический слой, на поверхности которого закреплена плоская арифметическая либо логарифмическая спиральная антенна, сверху защищенная наложенным на нее тонким дополнительным диэлектрическим слоем, при этом спираль антенны присоединена к источнику электропитания постоянного тока посредством коаксиального фидера с согласующей нагрузкой, поглощающей падающие электромагнитные волны.

2. Радиопоглощающее устройство с антиобледенительными свойствами по п. 1, отличающееся тем, что конструкционный диэлектрический слой содержит поглощающие элементы с магнитными свойствами.