Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Вертолітний радіолокаційний міношукач, що містить антенну систему, передавач, приймач з амплітудним детектором і індикатор, який відрізняється тим, що антенна система виконана з еквідистантної лінійки несиметричних вертикальних   передавальних   вібраторів   та   аналогічної   лінійки горизонтальних   несиметричних   приймальних   вібраторів,   лінійки розташовані вздовж фюзеляжу вертольота та пов'язані відповідно з прямокутними хвилеводами передавальної і приймальної антен, на виході амплітудного детектора приймача встановлений пороговий пристрій, вихід якого пов'язаний з індикатором, індикатор виконаний у вигляді двокоординатного індикатора період горизонтальної розгортки якого дорівнює періоду огляду мінного поля по його довжині, вздовж фюзеляжу вертольота, а період вертикальної розгортки індикатора дорівнює періоду огляду мінного поля по його ширині в поперечному напрямку, у хвилеводах передавальних і приймальних вібраторів додатково встановлені керовані фазообертачі періодичної зміни зсуву фаз переданих і прийнятих сигналів на величину

                                  

для вібраторів з номерами n=l…(N+l)/2-l  і

                                   

для вібраторів з номерами n=(N+l)/2+l...N, де

    n -   номер вібратора передавальної чи приймальної' лінійки антени,

             -  зсув фаз фазообертача п-го передавального або приймального вібратора,

  N  -  кількість передавальних або приймальних вібраторів у лінійки антени,

  l  -   довжина хвилі передавача,

  rn  -   похила далекість від поточної крапки фокусування на мінному полі до відповідного вібратора антени, яка дорівнює

    

для передавальних вібраторів і

     

для приймальних вібраторів,

          h  - висота вертольота над землею,

          d1 - відстань між сусідніми вібраторами у лінійки антени,

          d2 - горизонтальна відстань   між передавальною і приймальною лінійками антени,

          d3 - вертикальна відстань   між передавальною і приймальною лінійками антени,

          d4 - відстань від лінійки передавальних вібраторів до обшивки фюзе­ляжу 

                 вертольота,

          d5 - відстань від лінійки приймальних вібраторів до обшивки фюзеляжу вертольота,

          x0 - горизонтальна далекість від вертольота до нижньої межі мінного поля,

          y0 - горизонтальна далекість від вертольота до лівої межі мінного поля,

          В1 - довжина мінного поля вздовж фюзеляжу вертольота,

          В2 - ширина мінного полр в поперечному напрямку,

          Т1 - період огляду мінного поля по його довжині,

          Т2 - період огляду мінного поля по його ширині,

            t - час, що відраховується від початку огляду,

     entier - ціла частина числа,

а вібратори з номером (N+l)/2 не мають фазообертачів.

Текст

Вертолітний радіолокаційний міношукач, що містить антенну систему, передавач, приймач з амплітудним детектором і індикатор, який відрізняється тим, що антенна система виконана з еквідистантної лінійки несиметричних вертикальних передавальних вібраторів та аналогічної лінійки горизонтальних несиметричних приймальних вібраторів, лінійки розташовані вздовж фюзеляжу вертольота та пов'язані відповідно з прямокутними хвилеводами передавальної і приймальної антен, на виході амплітудного детектора приймача встановлений пороговий пристрій, вихід якого пов'язаний з індикатором, індикатор виконаний у вигляді двокоординатного індикатора період горизонтальної розгортки якого дорівнює періоду огляду мінного поля по його довжині вздовж фюзеляжу вертольота, а період вертикальної розгортки індикатора дорівнює періоду огляду мінного поля по його ширині в поперечному напрямку, у хвилеводах передавальних і приймальних вібраторів додатково встановлені керовані фазообертачі періодичної зміни зсуву фаз переданих і прийнятих сигналів на величину 37473 Винахід належить до галузі радіолокації і може бути використаний для виявлення з борта вертольота на малій висоті мін на малій глибині в землі і вимірювання їх координат на мінному полі в близькій зоні антени з високою роздільністю при використанні довгої бортової антени з малими вертикальними та поперечними розмірами. Є відомим радіолокаційний частотний далекомір [Педак А.М., Баклашов П.И. и др. Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В. В .Дружинина. - М.: Воениздат, 1967, с.20, рис. 1. 9]. Аналог містить передавач безперервного періодичного частотно-модульованого сигналу за законом симетричної трикутної форми зміни частоти з бортової антеною, що передає, приймач із приймальною антеною і змішувачем і частотомір. Приймач приймає відбитий від цілі луна-сигнал і прямий сигнал антени, що передає. Змішувач приймача виділяє різницеву частоту цих двох прийнятих сигналів, а частотомір вимірює цю різницеву частоту. Далекість цілі визначають за вимірюваною частотоміром різницевою частотою. Недоліком цього аналога є те, що бортовий приймач повинен мати широку смугу пропускання, оскільки зондуючий частотно-модульований сигнал має широкий спектр. У цю широку смугу пропускання приймача попадають радіоперешкоді, які можуть зірвати процес вимірювання далекості. Інший недолік аналога полягаї в тому, що для забезпечення високої роздільності у вертикальної площині потрібно використовувати антени з великим вертикальним розміром, що важко розмістити на борту вертольота. За прототип вибраний імпульсний радіолокаційний далекомір [Педак А. М., Баклашов П. И. и др. Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В. В. Дружинина. - М.: Воениздат, 1967, с. 13, рис. 1. 1]. Прототип містить приймально-передавальну антену з антенним перемикачем з передавання на приймання, імпульсний передавач, приймач з амплітудним детектором, індикатор далекості та синхронізатор. Передавач прототипу формує зондуючий сигнал у вигляді періодичної послідовності коротких радіоімпульсів на високій несучій частоті. Приймання відбитих від цілі сигналів здійснюється у часових інтервалах поміж зондуючими радіоімпульсами, для чого перемикають антену від передавача до приймача за допомогою антенного перемикача. Далекість цілі визначають за допомогою амплітудного індикатора далекості за часом запізнення відбитого від цілі радіоімпульсу відносно зондуючого імпульсу передавача. Недоліком прототипу є те, що він не дозволяє виявляти цілі на малих далекостях, які є меншими добутку швидкості світла на половину тривалості зондуючого радіоімпульсу. Забезпечити вимірювання малих далекостей шляхом використання дуже коротких радіоімпульсів часто не вдається, оскільки сформувати такі імпульси дуже важко. Це також не дозволяє забезпечити високого розрізнення по далекості. Інший недолік прототипу полягає в тому, що для забезпечення високого розрізнення у вертикальній площині потрібно використовувати антену з великим вертикальним розміром, яку важко розмістити на борту вертольота. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення радіолокаційного міношукача, шляхом використання передавача з безперервного сигналу сантиметрового діапазону та бортової антени у вигляді довгої лінійки вертикальних передавальних і горизонтальних приймальних вібраторів забезпечити періодичний огляд мінного поля сфокусованим променем у близькій зоні антени та виявлення мін на малій глибині в землі з високою роздільністю при використанні бортової антени з малими вертикальним і поперечним розмірами. Поставлене завдання розв'язується тим, що у вертолітному радіолокаційному міношукачі, що має антенну систему, передавач приймач з амплітудним детектором та індикатор, згідно з винаходом. Антенна система виконана з еквідистантної лінійки несиметричних вертикальних передавальних вібраторів та ідентичної лінійки горизонтальних несиметричних приймальних вібраторів, лінійки розташовані вздовж фюзеляжу вертольота і зв'язані відповідно з прямокутними хвилеводами антен; на виході амплітудного детектора приймача встановлений пороговий пристрій, вихід якого зв'язан з індикатором; індикатор виконаний у вигляді двох координатного індикатору, період горизонтальної розгортки якого дорівнює періоду огляду мінного поля по його довжині вздовж фюзеляжу вертольота, а період вертикальної розгортки індикатора дорівнює періоду огляду мінного полю по його ширині в поперечному напрямку; у хвилеводах передавальних і приймальних вібраторів антени додатково встановлені керовані фазообертачі періодичного зміну зсуву фаз передавальних і прийнятих сигналів на величину jn = 2p (rn - rn +1 ) l jn = 2p (rn - rn -1 ) l (1) для вібраторів з номерами n=1...(N+1)/2-1 і (2) для вібраторів з номерами n=(N+1)/2+l...N; де n - номер вібратора в передавальної (чио приймальної) лінійки антени; jn - зсув фаз фазообертача n-го передавального (або приймального) вібратора; N - кількість передавальних (або приймальних) вібраторів у лінійки антени; l rn - довжина хвилі передавача; - похила далекість від поточної крапки фокусування на мінному полі до відповідного вібратору антени, яка дорівнює 2 2 æ t B2 t ö é t ö N + 1 öù (3) æ 2æ ÷ + êx 0 + B1 ç - entier ÷ - d1 ç n rn = h ç y 0 + ç çT T2 ÷ ê T1 ÷ è è ø ë è 1 ø ÷ú 2 øú û для вібраторів, що передають, і rn = æ ç (h + d3 + d 5 )2 + ç y0 - d 2 - d 4 + è 2 æ t B2 t ö é t ö N + 1 öù æ ÷ + êx 0 + B1 ç - entier ÷ - d 1 ç n ÷ ç ÷ú T2 ÷ ê T1 ø 2 øú è ø ë è T1 û для приймальних вібраторів; h - висота вертольота над землею; 2 2 (4) 37473 d1 - відстань поміж сусідніми вібраторами в лінійки антени; d2 - горизонтальна відстань поміж передавальною і приймальнею лінійками антени; d3 - вертикальна відстань поміж передавальною і приймальнею лінійками антени; d4 - відстань від лінійки передавальних вібраторів до обшивки фюзеляжу вертольота; d5 - відстань від лінійки приймальних вібраторів до обшивки фюзеляжу вертольота; X0 - горизонтальна далекість від вертольота до нижньої межі мінного поля; y0 - горизонтальна далекість від вертольота до лівої межі мінного поля; В1 - довжина мінного поля уздовж фюзеляжу вертольота; В2 - ширина мінного поля у поперечному напрямку; Т1 - період огляду мінного поля по його довжині; Т2 - період огляду мінного поля по його ширині; t - час, якщо відлічити від початку огляду; entier - ціла частина числа, а вібратори з номером (N+1)/2 не мають фазообертачів. При цьому антенний перемикач, що був у прототипі, зі складу запропонованого пристрою виключений. Передачу безперервних сигналів у запропонованому пристрої здійснюють на вертикальній поляризації за допомогою вертикальних вібраторів, а приймають відбиті від мін на малій глибині в землі й інших об'єктів на поверхні мінного поля радіохвилі горизонтальної поляризації, що виникають при відбитті від об'єктів у близькій зоні антени. Запропонована конструкція антенної системи забезпечує гарну розв'язку приймальної і передавальної антен. Огляд мінного поля у близькій зоні антени здійснюють шляхом періодичного фокусування випромінювання по довжині мінного поля вздовж фюзеляжу вертольота і по ширині в поперечному напрямку. При огляді мінного поля вертоліт зависає на малій висоті над землею поблизу лівого нижнього кута мінного поля. Це забезпечує високу роздільність вздовж і поперек мінного поля при малих вертикальному і поперечному розмірах антени. Необхідне для цього періодичне фокусування випромінювання забезпечують за допомогою керованих фазообертачів у хвилеводах передавальних і приймальних вібраторів. На індикаторі пристрою висвітлюють карту мінного полю, на якій яскравими помітками будуть позначені виявлені міни на малій глибині в землі та інші об'єкти, що знаходяться на поверхні землі. Координати мін на мінному полі визначають за горизонтальною та вертикальною шкалами індикатора. Запропонований пристрій забезпечує можливість виявлення з борта вертольота на малій висоті мін на малій глибині в землі і вимірювання їх координат на мінному полі в близькій зоні антени з високою роздільністю при використанні довгої бортової антени з малими вертикальним і поперечним розмірами. Прототип на таких малих далекостях у близький зоні антени не може виявляти об'єкти і вимірювати їхні координати. Технічна суть і принцип дії запропонованого пристрою пояснюються фіг. 1, 2, 3, 4. На фіг 1 на ведена спрощена структурна схема вертолітного радіолокаційного міношукача. На фіг.2 показаний спрощений ескіз бортової антенної системи вертольота. На фіг.3, 4 наведені розрахункові залежності напруженості поля радіолокатора у плямі фокусування на глибині залягання міни вздовж і поперек мінного полю відповідно. До складу запропонованого пристрою на фіг. 1, 2 входять такі основні елементи: лінійка вертикальних несиметричних вібраторів, що передають, 1; лінійка горизонтальних несиметричних приймальних вібраторів 2 (кількість вібраторів у лінійці N, а лінійки розташовані вздовж фюзеляжу вертольота); хвилевод вібраторів, що передають, 3; хвилевод приймальних вібраторів 4; керовані фазообертачі 5 передавальних вібраторів; керовані фазообертачі 6 приймальних вібраторів (фазообертачі встановлені в хвилеводах передавальних і приймальних вібраторів, часовий закон зміни їх зсуву фаз виявлений співвідношеннями (1-4), а вібратори з номером (N+1)/2 не мають фазообертачів); хвилевод антени, що передає, 7, що зв'язує передавач з антеною, що передає; хвилевод приймальної антени 8, що зв'язує приймач з приймальною антеною; обшивка фюзеляжу вертольота 9; чверть хвильова коротко замкнена канавка 10 (фіг.2) (вхідний опір такий канавки дуже великий, вона перешкоджає затіканню струмів передавальних вібраторів на сторону розташування приймальних вібраторів і за рахунок цього забезпечена гарна розв'язка передавальної та приймальної антен); передавач 11 (фіг.1) безперервного синусоїдального сигналу високої частоти і постійної амплітуди; приймач 12 (звичайний супергетеродинний приймач з амплітудним детектором); пороговий пристрій 13 (цей пристрій не пропускає на вихід сигнали низького рівня, що викликані зворотним розсіюванням радіохвиль на дрібномасштабних нерівностях земної поверхні, але пропускає на вихід інтенсивні сигнали, відбиті від мін у землі або від інших об'єктів на поверхні мінного поля); індикатор 14 (шкала горизонтальної розгортки цього двохкоординатного індикатора проградуйована у відстанях уздовж мінного поля, а шкала вертикальної розгортки індикатора проградуйована у відстанях поперек мінного полю). До складу запропонованого пристрою входить також синхронізатор для забезпечення синхронної роботи індикатора та фазообертачів, який на схемі фіг. 1 не показаний. Нижче пояснюється принцип дії запропонованого пристрою та обгрунтовуються його суттєві відмітні ознаки. Бортова антенна система запропонованого міношукача виконана з лінійки вертикальних несиметричних передавальних вібраторів і аналогічної лінійки горизонтальних несиметричних приймальних вібраторів, а лінійки розташовані уздовж фюзеляжу вертольота. Вібратори лінійок живлять 3 37473 хвилеводами, а лінійки екрановані одна від одної металоконструкцією, на якій закріплені хвилеводи вібраторів (дів. фіг. 1, 2). Затікання струмів передавальних вібраторів на сторону розташування приймальних вібраторів виключено за допомогою чверть хвильової канавки 10 (фіг. 2), вхідний опір якої дуже великий. У такій конструкції горизонтальні і вертикальні вібратори електрична майже не пов'язані поміж собою і прямі радіохвилі передавальних вібраторів не заважають приймати лунасигнали від мін у землі. Вертикальні вібратори використовують для передавання безперервного зондуючого сигналу вертикальної поляризації, а горизонтальні вібратори приймають відбиті від мін на малій глибині у землі сигнали горизонтальної поляризації. Для виявлення мін на малій глибині у землі пропонується використовувати радіохвилі сантиметрового діапазону. Такі радіохвилі дуже сильно затухають у землі, однак міни звичайно знаходяться на дуже малій глибині (порядку 0,3 м) і затухання радіохвиль у землі на такій малій відстані буде порівняно невеличким та прийнятним для виявлення мін на такій малій глибині. Виконані розрахунки показали, що поле випромінювання лінійки вертикальних вібраторів у близькій зоні антени у землі на малій глибині залягання мін має значну складову горизонтальної поляризації, яку пропонується використовувати для виявлення мін на малій глибині у землі. Відбиті від мін сигнали приймають лінійкою горизонтальних приймальних вібраторів. Запропонований пристрій проводить періодичний огляд заданого мінного поля невеликого розміру по його довжині вздовж фюзеляжу вертольота і по ширині в поперечному напрямку сфокусованим променем. При цьому покладається, що вертоліт при огляді зависає поблизу нижнього правого кута мінного поля на малій висоті над землею та мінне поле знаходиться в близькій зоні бортової антени. Принципово необхідно, щоб мінне поле знаходилося у близький зоні бортової антени. Це дозволяє здійснювати огляд мінного поля шляхом періодичного часового фазового фокусування безперервного випромінювання радіолокатора вздовж і поперек мінного поля на малій глибині залягання мін у землі. Таке технічне рішення дозволяє отримати високу роздільність за далекістю вздовж і поперек мінного полю. Для цього необхідно використовувати антену великої довжини вздовж фюзеляжу вертольота, але вертикальний і поперечний розміри антени можуть бути малими. У зв'язку з порівняно малою відстанню від антени до мінного поля в запропонованому пристрою можна використати передавач порівняно невеликої потужності. Необхідно забезпечити, щоб поля випромінювання вертикальних передавальних вібраторів у поточній крапці фокусування на мінному полі на малій глибині залягання мін з координатами xf, yf складалися у фазі. Це можна забезпечити шляхом встановлення відповідних зсувів фаз керованих фазообертачів 5 передавальних вібраторів. Ці зсуви фаз залежать від різниці ходу променів радіохвиль від передавальних вібраторів до крапки фокусування на мінному полі та визначаються співвідношеннями (1), (2), (3), які отримані із геометрії антенної системи на фіг. 1, 2. Вирівнювання фаз відбитих від мін сигналів на вході приймача здійснюють за допомогою фазообертачів 6 приймальних вібраторів, які аналогічні фaзooбepтaчaм 5 передавальних вібраторів, але закон зміни у часі їх зсуву фаз встановлений співвідношеннями (1), (2), (4). Співвідношення (1-4) отримані з геометрії антенної системи на фіг. 1, 2. Огляд мінного поля за його довжиною здійснюють періодично з періодом рядка огляду Т1 знизу вверх, а огляд мінного поля за шириною здійснюють з періодом кадру Т2 зліва направо. При цьому період Т2 кратний і значно більший періоду Т1. У процесі огляду випромінювання передавальної антени фокусують послідовно у поточних крапках мінного поля на малій глибині залягання мін шляхом періодичної зміни зсувів фаз керованих фазообертачів передавальних вібраторів за законом (1), (2), (3). Горизонтальна розгортка індикатора 14 проводиться з періодом Т1, а вертикальна розгортка - з періодом Т2. Розгортки синхронізовані з періодичним процесом фокусування випромінювання. На екрані двох координатного індикатора висвітлюється карта мінного поля, на якій яскраві помітки будуть відповідати положенню мін у землі на малій глибині та інших об'єктів на поверхні мінного поля. Відрізнити міни на малій глибині у землі від інших об'єктів на поверхні мінного поля перед розмінуванням можна шляхом співставлення фотографії екрана індикатора з аерофотознімком мінного поля. За горизонтальною шкалою індикатора 14 відраховують відстань вздовж мінного поля, а за вертикальною шкалою - відстань за шириною мінного поля. Розмінування можна проводити, наприклад, шляхом обстрілу з борта вертольота виявлених мін. Розрахунки показали, що характер зміни зсуву фаз фазообертачів запропонованого пристрою аналогічний зміні зсуву фаз фазообертачів у відомих фазованих антенних решітках при електричному періодичному фазовому скануванні променя антени в далекій зоні. Відмінності складаються у невеликій зміні величини зсуву фаз та форми його зміни від часу. Тому в запропонованому пристрою можна використати відомі фазообертачі фазованих антенних решіток, технологія виготовлення яких відома та опанована промисловістю. Величина амплітуди горизонтально поляризованого електричного поля у землі на малій глибині залягання мін визначається таким співвідношенням (5) æ 2pyd 4 ö ÷ ç 2(e - j60ls)cos a n sin an sin ç ÷ è lR n ø ´ = n 1 (e - j60ls)cos a n + e - j60ls - sin 2 a n 120 pLI n E= 2 ì 2p é ùü l é N + 1 öù ï ï æ exp í j ê h 2 + y 2 + êx F - d1 ç n ÷ - R n - h m e - j60ls ú ý F 2 øú è ë û úï ï l ê ë ûþ î ´ Rn N S де Е амплітуда горизонтальної складової напруженості електричного поля випромінювання антени у землі на малій глибині залягання мін у крапці з координатами (х, у, h+hм) (система координат показана на фіг. 1, 2); hм - мала глибина залягання мін у землі; L - діюча довжина передавального вібратора, яка для чверть хвильового вібратора з урахуванням хвилеводу дорівнює L = l / p ; λ - довжина хвилі передавача; 4 37473 In- амплітуда струму в n-му передавальному вібраторі; h - висота вертольота над землею; (xf, уf) координати крапки фокусування на мінному полі; n - поточний номер передавального вібратора; N - кількість вібраторів у передавальній лінійці антени; d1 - відстань між сусідніми вібраторами в лінійці антени; d4 - відстань від лінійки передавальних вібраторів до обшивки фюзеляжу вертольота; ε, σ - відносна діелектрична проникність і провідність верхньої верстви землі на мінному полі; Rn - відстань від n-го передавального вібратора до крапки спостереження з координатами (х, у) на мінному полі, дорівнює період огляду мінного поля по його довжині Т1=1/15625 с; період огляду мінного поля по його ширині Т2=1/25 с; координати крапки фокусування на мінному полі хF =90 м, уF =90 м; кількість передавальних (або приймальних) вібраторів N=151; довжина лінійки вібраторів вздовж фюзеляжу вертольота 6 м; кількість фазообертачів передавальних (або приймальних) вібраторів 150; середня роздільна здатність по далекості уздовж мінного поля 1,5 м; середня роздільна здатність по далекості по ширині мінного поля 3 м; глибина залягання мін у землі hм=0,3 м; відносна діелектрична проникність верхнього верства землі на мінному полі ε=20; провідність верхньої верстви землі на мінному полі σ=0,01 См/м. З фіг. 3, 4 видно, що поле випромінювання лінійки передавальних вертикальних вібраторів бортової антени на малій глибині залягання мін у землі в крапці фокусування у середині мінного поля має величину порядку Е=2 В/м та горизонтальну поляризацію. Такого поля цілком достатньо, щоб прийняти відбиті від мін на малій глибині у землі радіохвилі за допомогою лінійки горизонтальних приймальних вібраторів на борту вертольота. Фази сигналів вертикальних приймальних вібраторів вирівнюють за допомогою керованих фазообертачів 6 і сигнали складають синфазно на вході приймача. Для виявлення мін на малій глибині у землі цілком достатньо передавача з потужністю не більш 100 Вт. Запропонований пристрій забезпечує високу роздільну здатність вздовж і поперек мінного поля при порівняно невеликому вертикальному і поперечному розмірі бортової антени. Прототип при такому вертикальному розмірі антени не зміг би забезпечити високої роздільності у вертикальній площині в далекій зоні, а в близькій зоні антени прототип взагалі не може виявляти цілі і вимірювати їх координати. Слід зазначити, що вертоліт при огляді мінного поля повинен зависнути на малій висоті поблизу мінного поля, але не над ним, так як передавальна антена не випромінює вертикально до низу і, крім того, під вертольотом роздільна здатність по ширині мінного поля була б низькою. Запропонована конструкція бортової антенної системи з лінійки передавальних вертикальних вібраторів і лінійки приймальних горизонтальних вібраторів потрібна для забезпечення високої розв'язки приймальної і передавальної антен для того, щоб прямі радіохвилі передавальної антени не заважали приймати сигнали горизонтальної поляризації, відбиті від мін на малій глибині у землі. Керовані фазообертачі 5 передавальних вібраторів необхідні для періодичного фокусування випромінювання передавальної антени вздовж і поперек мінного поля при огляді його сфокусованим променем. Керовані фазообертачі 6 приймальних вібраторів антени необхідні для вирівнювання фаз сигналів цих вібраторів і синфазного додавання відбитих від мін сигналів на вході приймача. 2 N + 1 öù é æ Rn = h 2 + y 2 + ê x - d1 ç n ÷ ; 2 øú è ë û (6) αn - кут падіння радіохвиль n-го передавального вібратора у крапку спостереження на мінному полі, який дорівнює 2 é N + 1 öù æ 2 ê x - d 1 ç n - 2 ÷ú + y øû è ë a n = arctg . h (7) Співвідношення (5-7) отримані з геометрії антенної системи на фіг. 1, 2 з використанням відомих співвідношень для поля випромінювання вібратора з урахуванням впливу фюзеляжу вертольота і коефіцієнтів проходження радіохвиль у землю та поглинання у землі. Приклади розрахунку напруженості електричного поля передавальної антени вертольота у землі на малій глибині залягання мін hm поперек та вздовж плями фокусування з координатами (xf=90м, yf=90м,) подані на фіг. 3, 4 вздовж осей х, у відповідно. Графіки на фіг. 3, 4 розраховані для вертолітного радіолокаційного міношукача з такими технічними характеристиками: довжина хвилі передавача λ=0,04 м; потужність передавача Р=100 Вт; передавальні та приймальні несиметричні вібратори чверть хвильові; відстань поміж сусідніми вібраторами в лінійки d1 =0,04 м; горизонтальна відстань поміж передавальною і приймальною лінійками антени d2=0,12 м; вертикальна відстань поміж передавальною і приймальною лінійками антени d3 =0,12 м; відстань від лінійки передавальних вібраторів до обшивкифюзеляжу вертольота d4=0,018 м ; відстань від лінійки приймальних вібраторів до обшивки фюзеляжу вертольота d4 =0,016 м; висота вертольота над землею h=100 м; горизонтальна дальність від вертольота до нижчої межі мінного поля xо=40 м; горизонтальна далекість від вертольота до лівої межі мінного поля уо= 40м; довжина мінного поля вздовж фюзеляжу вертольота B1=100 м; ширина мінного поля в поперечному напрямку В2=100 м; 5 37473 Пороговий пристрій 13 на виході амплітудного детектора приймача потрібен для того, щоб не пропускати на індикатор сигнали низького рівня від зворотного розсіювання радіохвиль дрібномасштабними нерівностями землі на поверхні мінного поля, і пропускати на вихід інтенсивні сигнали, відбиті від мін на малій глибині у землі. Слід відмітити, що запропонований пристрій виявляє також об'єкти на поверхні мінного поля. Зондуючий сигнал запропонованого пристрою це вузькосмуговий безперервний синусоїдальний сигнал високої частоти і постійної амплітуди, тому для приймання сигналу можна використовувати приймач з вузькою смугою пропускання і за рахунок цього покращити завадозахищеність радіолокатора. Використання двох координатного індикатора, період горизонтальної розгортки якого дорівнює періоду огляду мінного поля по довжині, а період вертикальної розгортки дорівнює періоду огляду мінного поля по ширині, потрібно для забезпечення спостереження карти мінного поля на екрані індикатора. Таким чином, запропонований пристрій може бути практично реалізований, він усуває відзначені недоліки аналога і прототипу, а відзначені вище відмітні ознаки є істотними і принципово необхідні для реалізації пристрою. Основні елементи запропонованого пристрою на фіг. 1, 2 виконані наступним чином. Бортова антенна система виконана з еквідистантної лінійки передавальних вертикальних несиметричних вібраторів 1 і аналогічної лінійки горизонтальних приймальних несиметричних вібраторів 2. Ці лінійки розташовані вздовж фюзеляжу вертольота. Чверть хвильова канавка 10 (фіг. 2) має відому конструкцію. Фазообертачі 5 передавальних вібраторів і фазообертачі 6 приймальних вібраторів встановлені в хвилеводах 3, 4. Ці фазообертачі можуть бути виконані у вигляді відомих керованих феритових фазообертачів. Передавач 11 безперервного сигналу має порівняно малу потужність (не більше 100 Вт). Приймач 12 виконаний у вигляді звичайного супергетеродиного приймача з амплітудним детектором і порівняно вузькою смугою пропускання. Пороговий пристрій 13 виконаний у виді амплітудного обмежувача знизу з регульованим порогом обмеження. Індикатор 14 виконаний у вигляді двох координатного індикатора. Динаміка роботи запропонованого пристрою здійснюється таким чином. З початку огляду вертоліт зависає поблизу лівого нижнього кута мінного поля (але не над мінним полем) на малій висоті над землею. Фюзеляж вертольота розташовують по довжині мінного поля. Генератор 11 передавача генерує безперервні синусоїдальні коливання високої частоти і постійної амплітуди. Фазообертачі 5 передавальних вібраторів періодично змінюють фази зондуючих сигналів у передавальних вібраторів 1 відповідно до співвідношень (1), (2), (3). Передавальні вібратори 1 лінійки антени випромінюють радіохвилі вертикальної поляризації, які мають значну горизонтальну складову поля радіохвиль у землі на малій глибині залягання мін на мінному полі. Огляд мінного поля здійснюють сфокусованим променем у близькій зоні антени періодично з періодом Т1 по довжині мінного поля і з періодом Т2 по його ширині шляхом відповідної зміни зсуву фаз керованих фазообертачів 5. Радіохвилі горизонтальної поляризації відбиваються від мін на малій глибині у землі та інших об'єктів на поверхні мінного поля та приймаються горизонтальними приймальними вібраторами 2 антенної системи радіолокатора. Горизонтальні вібратори 2 не приймають прямі радіохвилі вертикальних передавальних вібраторів 1 і ці прямі радіохвилі не заважають приймати відбиті від мін сигнали горизонтальної поляризації. Фазообертачі 6 зрівнюють фази сигналів, прийнятих вібраторами 2, і ці сигнали додаються синфазно на вході приймача. Приймач 12 зміцнює прийняті луна-сигнали та детектує їх. Пороговий пристрій 13 пропускає на вихід сигнали високого рівня, відбиті від мін, але не пропускає сигнали низького рівня, розсіяні у зворотному напрямку дрібномасштабними нерівностями земної поверхні на мінному полі. На екрані індикатора 14 спостерігають карту мінного поля і по горизонтальній та вертикальній шкалі індикатора визначають координати виявлених мін по довжині та ширині мінного поля. Таким чином, запропонований пристрій розв'язує поставлене завдання, усуває відзначені недоліки аналога і прототипу і забезпечує виявлення з борту вертольота на малій висоті мін на малій глибині у землі та вимірювання їх координат на мінному полі в близькій зоні антени з високою роздільністю при використанні довгої бортової антени з малими вертикальним та поперечним розмірами. 6 37473 фіг. 1 7 37473 Фіг. 2 8 37473 фіг. 3 9 37473 Фіг. 4 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 10

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Helicopter radiolocation mine-detector

Автори англійською

Bakhvalov Borys Mykolaiovych, Homozov Andriy Volodymyrovych

Назва патенту російською

Вертолетный радиолокационный миноискатель

Автори російською

Бахвалов Борис Николаевич, Гомозов Андрей Владимирович

МПК / Мітки

МПК: G01S 13/04

Мітки: вертолітний, міношукач, радіолокаційний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-37473-vertolitnijj-radiolokacijjnijj-minoshukach.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вертолітний радіолокаційний міношукач</a>

Подібні патенти