Методы снижения радиолокационной заметности объектов

Степень радиолокационной заметности маскируемого объекта определяется величиной радиосигнала, отраженного от данного объекта и принятого антенной радиосистемы противника. Следовательно, снижение радиолокационной замет­ности достигается путем уменьшения уровня указанного радиосигнала. Из этого вытекает, что методы снижения радиолокационной заметности объектов относят­ся к числу пассивных методов. Наиболее часто используются два их них — упот­ребление защитных покрытий и формирование конфигурации отражающей по­верхности маскируемых объектов. Рассмотрим их.

Защитные покрытия. Защитные покрытия наносятся на отражающую поверх­ность маскируемого объекта (самолета). Задача защитных покрытий сводится к уменьшению интенсивности радиосигнала, отраженного от маскируемого объек­та. Защитные покрытия могут быть двух видов:

^ интерференционные;

^ поглощающие.

Особенностью интерференционных покрытий является такое их выпол­нение, при котором облучающая и отраженная радиоволны взаимно компенсиру­ют друг друга. Принцип действия интерференционных покрытий иллюстрируется рис. 5.53.

На поверхность маскируемого объекта 1 нанесено достаточно тонкое интер­ференционное покрытие 2, состоящее из чередующихся слоев диэлектрика (пласт­масса, каучук) и электропроводящего материала. Электромагнитная волна 3, из­лученная радиосистемой противника, оказавшись у внешней поверхности интер-

Рис. 5.53. Взаимодействие радиоволны с интерференционным покрытием:

1 — маскируемый объект; 2 — интерферен­ционное покрытие; 3 — падающая радио­волна; 4 — отраженная от покрытия радио­волна; 5 — отраженная от объекта радио­волна

ференционного покрытия, расщепляет­ся на две части — одна 4 отражается от этой поверхности, другая проникает внутрь данного покрытия, отражается от поверхности маскируемого объекта, возвращается к внешней поверхности покрытия и излучается (5) в простран­ство.

Для успешной маскировки объекта радиоволны 4 и 5 должны быть в про­тивофазе (в идеальном случае — пол­ностью гасить друг друга). Иными сло­вами, длина пути прохождения радио­волны внутри покрытия должна рав­няться нечетному числу полуволн, т. е.

(5.44)

где d — толщина интерференционного покрытия; — длина радиоволны внутри интерференционного покрытия:

где — длина радиоволны в пространстве; — диэлектрическая проницаемость материала интерференционного покрытия; — магнитная проницаемость мате­риала интерференционного покрытия.

Эффективность функционирования интерференционного покрытия зависит от угла падения падающей радиоволны. Наивысшая эффективность соответствует нормальному падению радиоволны. При других углах падения данная эффектив­ность резко падает. Другим недостатком интерференционного покрытия является его малая диапазонность — при отклонении частоты падающей волны на 5% от

частоты данное покрытие перестает быть интерференционным.

К достоинствам интерференционных покрытий следует отнести значительную механическую прочность, гибкость, сравнительно малую толщину и небольшую массу.

Поглощающие покрытия имеют своей задачей резко ослабить интенсив­ность проникшей в них радиоволны (за счет преобразования энергии этой радио­волны в тепловую) и снизить, таким образом, отражения от маскируемого объек­та (рис. 5.54).

Маскирующее действие поглощающего покрытия эффективно лишь в случаях, когда линейные размеры (длина и ширина) плоских поверхностей защищаемых объектов или же радиусы кривизны их поверхностей оказываются значительно больше, чем длина волны в материале покрытия.

Если же длина волны превышает максимальный размер объекта, то падающая радиоволна не поглощается данным покрытием. Поэтому поглощающие покрытия используются обычно в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах радиоволн.

В метровом и дециметровом диапазонах обычно используются однослойные защитные покрытия (рис. 5.54,а), изготовленные из частиц ферромагнетика (ве­

Рис. 5.4.1. Взаимодействие радиоволны с интерференционным покрытием:

1 — маскируемый объект; 2 — интерферен­ционное покрытие; 3 — падающая радио­волна; 4 — отраженная от покрытия радио­волна; 5 — отраженная от объекта радио­волна

щества с достаточно большими потерями для радиоволн), сцементированных изоляционным материалом из немагнитного диэлектрика. Эффективность дей­ствия такого покрытия растет, если его материал неоднороден, а коэффициент поглощения увеличивается от наружной поверхности вглубь, к поверхности мас­кируемого объекта.

Рис. 5.54. Взаимодействие радиоволны с поглощающим покрытием: а — эффект поглощения; б, в — эффект отражения; 1 — маскируемый объект; 2-5 — слои радио­поглощающего материала; 6-8 — падающие радиоволны; 9, 10 — отраженные радиоволны

В сантиметровом диапазоне применяются многослойные покрытия (рис. 5.54,б,в), каждый из слоев которых образован компаундом на основе пенополистирола или каучука, а поглотителем является углерод (графит или сажа). При этом магнитная проницаемость слоев плавно (наличие скачков недопустимо, так как это приводит к увеличению коэффициента отражения от границы раздела) возрастает от на­ружной поверхности внутрь — это обеспечивается нарастающей концентрацией поглотителя. Отметим также, что наличие нескольких слоев существенно расши­ряет диапазонность покрытия.

Для увеличения площади соприкосновения поверхности поглощающего по­крытия и электромагнитных радиоволн, а также снижения интенсивности отра­женных радиоволн внешнюю поверхность покрытий выполняют в форме периоди­чески повторяющихся неровностей — конусо- или пирамидообразных шипов. При этом угол при вершине этих шипов выгоднее делать небольшим (рис. 5.54,в), тогда возникают переотражения радиоволн между шипами, и коэффициент отра­жения резко снижается на 90% и более (отраженный луч 10 значительно слабее по интенсивности, чем отраженный луч 9).

Конфигурация поверхности. Формирование конфигурации отражающей по­верхности маскируемых объектов связано с мерами, ведущими к снижению эф­фективной площади S_0Σ этих объектов. Это связано с тем обстоятельством, что S_0Σ является (имеющим размерность площади) коэффициентом пропорциональности между мощностью отраженного радиосигнала и плотностью потока мощности па­дающего электромагнитного поля, причем обе эти величины измеряются в бли­жайшей окрестности данного объекта.

Поскольку, как отмечалось ранее, объекты различной геометрической формы (например, уголковые отражатели с треугольными и квадратными гранями) обла­дают разными значениями эффективной площади рассеяния, требование мини­мальной радиовидимости для маскируемого объекта сводится к выбору такой его конфигурации, геометрические свойства которой позволяли бы максимально снизить значение эффективной площади рассеяния S_0e этого объекта.

Единого решения задачи минимизации S_0Σ, по-видимому, не существует — тем более для такого геометрически сложного объекта, как самолет. Ограничимся поэто­му отдельными рекомендациями по поводу выбора конфигурации его поверхности.

1. Располагать элементы поверхности так, чтобы они давали малое значение S₀ в направлении на радиосистему противника.

Если, например, облучать металлический диск по нормали к его поверхности, то его S₀ окажется на 3 дБ больше, чем S₀ соответствующего уголкового отража­теля. Но если облучение этого диска осуществить под углом 10° к нормали, его S₀ снизится на 28 дБ относительно S₀ того же уголкового отражателя.

Это, в частности, означает, что если нижнюю поверхность самолета условно рассматривать как плоскую, то наибольшую радиовидимость для радиосистемы противника будет создавать тот самолет, нижняя поверхность которого перпенди­кулярна направлению облучения. Однако радиовидимость самолета резко умень­шится при облучении этого самолета под углом к нормали его поверхности.

2. Избегать резких изломов поверхности.

Например, уголковый отражатель (геометрическая фигура с резкими излома­ми) при облучении его радиоволнами сантиметрового диапазона создает S₀ бо­лее 1000 м², в то время как шар и конус при тех же условиях имеют S₀ соответ­ственно 1 м² и 0,3 м². Это, в частности, означает, что хвостовое оперение самоле­та не должно иметь взаимно перпендикулярных плоскостей. Для этого на самоле­тах применяют два отклоненных от вертикали стабилизатора (правда, такая конфигурация создает большую S_0Σ для облучающей радиосистемы противника, находящейся выше плоскости полета самолета).

Что касается других элементов конструкции самолета, то желательной для но­совой части является форма конуса с малым углом при вершине, а для централь­ной части — цилиндрическая поверхность.

3. Минимизировать ориентацию элементов поверхности в одном направлении.

Наилучшей радиомаскировкой будет обладать та конфигурация, элементы ко­торой (при прочих равных условиях) имеют нормали к своим поверхностям, на­правленные не параллельно друг другу.

5.5. СИСТЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ ЗАЩИТЫ

Радиоэлектронной защитой называется совокупность мероприятий по снижению эффективности помех, создаваемых радиосистемой противника. Ра­диосистемы, реализующие принципы и методы указанной защиты, называются радиосистемами радиоэлектронной защиты (РСРЗ).

К числу основных мероприятий, осуществляемых РСРЗ, относятся следующие виды селекции (выделения) полезных сигналов на фоне помех, вырабатываемых радиосистемами противника:

^ пространственная селекция;

^ частотная селекция;

^ временная селекция;

^ амплитудная селекция.

Рассмотрим подробнее функционирование РСРЗ с указанными видами селекции.

Поиск по сайту: