CN110794375A - 一种新型雷达散射截面增强装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型雷达散射截面(RCS)增强装置，其安装在靶弹的头部，由针刺陶瓷头罩、角反射器和安装底座组成，针刺陶瓷头罩具有一定的气动外形和较高的透波性能、防隔热性能及结构强度性能，其后端与安装底座相连，角反射器呈椭圆扇形大花瓣形结构，与同类型装置相比具有最大化的RCS增强性能，其底部与安装底座连接，安装底座具有圆形结构，其结构接口根据靶弹头部后一舱段结构连接形式进行设计。实施本发明可显著增大靶弹的雷达散射截面以满足武器系统对目标散射特性的要求，以满足武器系统的定型、试验和训练的要求。

Description

一种新型雷达散射截面增强装置
技术领域
本发明属于靶标技术领域，具体为一种新型雷达散射截面(RCS)增强装置，可用于靶弹雷达散射截面增强。
背景技术
目标的电磁场散射特性在现代雷达对抗中具有非常重要的意义。由于雷达探测、目标识别等方面的需要，导弹类目标的雷达散射截面(Radar Cross.Section，以下简称：RCS)的模拟一直是国内外靶弹研制的重要指标。对RCS的设计研究有助于控制目标的雷达散射特性，降低或增大目标的RCS以满足武器系统对目标散射特性的要求，以满足武器系统的定型、试验和训练的要求。
增强靶弹的RCS问题一直是制约靶弹总体设计的重要指标之一。传统的RCS装置大多采用玻璃钢头罩和常规扇形角反射器的方案，玻璃钢头罩透波率低，常规扇形角反射器不能充满头罩的内腔空间，其表面积利用率较差，导致传统装置RCS增强效果很有限。
因此，需要设计一种新型RCS增强装置，在满足靶弹飞行热环境和力学环境的前提下，头罩具有良好的透波能力，角反射器在安装空间有限的情况下实现表面积最大化，从而实现靶弹的RCS显著增强。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，为了解决传统RCS增强装置RCS增强能力不足的问题，本发明提供了一种新型RCS增强装置，其目的在于，实现靶弹的RCS显著增强，满足武器系统的定型、试验和训练对靶弹目标雷达散射特性的要求。
为实现上述目的，本发明提供一种新型雷达散射截面(RCS)增强装置，所述RCS增强装置由针刺陶瓷头罩、角反射器、安装底座组成，其中，针刺陶瓷头罩的后端与安装底座相连；角反射器呈椭圆扇形大花瓣形结构，角反射器安置在安装底座上，圆形结构的安装底座的截面呈梯形状，朝向头罩方向的圆略小于另一端，在安装底座朝向头罩方向的圆面上设置有安置角反射器的三角形凹槽。本发明所述的针刺陶瓷头罩具有一定的气动外形和较高的透波性能、防隔热性能及结构强度性能；所述的角反射器与同类型装置相比具有最大化的RCS增强性能。
其中，针刺陶瓷头罩外壁母线方程为Y1＝D1·(x/L1)k，内壁母线方程为Y2＝D1·(x/L1)k-D2，(式中，D1是头罩底部外轮廓半径，D2是头罩底部壁厚)其中内壁母线方程头部用半径为R的圆弧进行相切处理，且头部尖点厚度最大，头罩采用针刺织物增强石英复合陶瓷材料制备。角反射器具有3个椭圆扇形大花瓣，相互之间夹角为90°，厚度为Δ，椭圆扇形大花瓣形结构充满针刺陶瓷头罩内腔结构空间，其形状与陶瓷头罩内壁紧密贴合，设计上采用陶瓷头罩内壁母线旋转剪切厚度为Δ的“墙角形”结构体而成，采用铝合金材料制备。安装底座大端半径为D1-D2，采用钢材料制备。
本发明所描述的新型RCS增强装置可以应用于靶弹，安装于靶弹头部，当靶弹在空中飞行时：
新型RCS增强装置的针刺陶瓷头罩维持一定的气动外形并具有较高的透波性能、防隔热性能及结构强度性能，角反射器具有最大化的RCS增强性能，从而实现靶弹RCS增强效果。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案能够取得下列有益效果：
本发明新型RCS增强装置，可以用于靶弹，新型RCS增强装置能够适应靶弹飞行过程中诱导产生的热环境和力学环境，同时跟同类装置相比提高了靶弹的雷达散射特性，满足武器系统的定型、试验和训练对靶弹目标雷达散射特性的要求。本发明新型RCS增强装置，结构简单可靠，工艺性好，成本低廉，能确实在实际中推广应用。
附图说明
图1为本发明新型RCS增强装置结构组成示意图；
图2为图1中针刺陶瓷头罩的结构示意图；
图3为图1中角反射器的结构示意图；其中，a代表的圆弧线表示常规扇形花瓣；
图4为图1中安装底座的结构示意图；
图5为本发明新型RCS增强装置仿真结果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为本发明较佳实施例的新型RCS增强装置的结构示意图，如图1所示，本发明的一个实施例，该新型RCS增强装置由针刺陶瓷头罩1、角反射器2和安装底座3组成。
图2为图1中针刺陶瓷头罩的结构示意图，针刺陶瓷头罩1外形是具有一定母线方程的旋转体，陶瓷头罩外壁母线方程为Y1＝D1·(x/L1)k，内壁母线方程为Y2＝D1·(x/L1)k-D2，其中内壁母线方程头部用半径为R的圆弧进行相切处理，且头部尖点厚度最大，头罩采用针刺织物增强石英复合陶瓷材料制备，后端与安装底座3相连。
图3为图1中角反射器的结构示意图，角反射器2具有三个椭圆扇形大花瓣，相互之间夹角为90°，厚度为Δ，椭圆扇形大花瓣形结构充满针刺陶瓷头罩内腔结构空间，其形状与陶瓷头罩1内壁紧密贴合，设计上采用陶瓷头罩内壁母线旋转剪切厚度为Δ的“墙角形”结构体而成，采用铝合金材料制备，其底部与安装底座3连接。三个椭圆扇形大花瓣角反射器相比三个常规扇形角反射器增大的表面积见图3示意的弧线分界线a。
图4为图1中安装底座示意图，安装底座3大端直径为2×(D1-D2)，采用钢材料制备,可与靶弹后一舱段连接。
图5为本发明新型RCS增强装置仿真结果图，新型RCS增强装置的RCS值可增大25％，很容易满足武器系统对靶弹目标散射特性的要求。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型雷达散射截面增强装置，由针刺陶瓷头罩、角反射器和安装底座组成，其特征在于，针刺陶瓷头罩的后端与安装底座相连，角反射器呈椭圆扇形大花瓣形结构，安置在安装底座上，安装底座为圆形结构；所述的雷达散射截面增强装置通过安装底座与靶弹后一舱段连接。
2.如权利要求1所述的一种新型雷达散射截面增强装置，其特征在于，角反射器安置在安装底座上，所述角反射器椭圆扇形大花瓣形结构充满针刺陶瓷头罩内腔结构空间，其形状与陶瓷头罩内壁紧密贴合，采用陶瓷头罩内壁母线旋转剪切厚度为Δ的“墙角形”结构体而成。
3.如权利要求1或2所述的一种新型雷达散射截面增强装置，其特征在于，针刺陶瓷头罩外壁母线方程为Y1＝D1·(x/L1)k，内壁母线方程为Y2＝D1·(x/L1)k-D2，其中内壁母线方程头部用半径为R的圆弧进行相切处理，且头部尖点厚度最大。
4.如权利要求1或2所述的一种新型雷达散射截面增强装置，其特征在于，所述针刺陶瓷头罩采用针刺织物增强石英复合陶瓷材料制备。
5.如权利要求1或2所述的一种新型雷达散射截面增强装置，其特征在于，角反射器具有3个椭圆扇形大花瓣，相互之间夹角为90°。
6.如权利要求1或2所述的一种新型雷达散射截面增强装置，其特征在于，所述角反射器采用铝合金材料制备。
7.如权利要求1或2所述的一种新型雷达散射截面增强装置，其特征在于，圆形结构的安装底座的截面呈梯形状，朝向头罩方向的圆小于另一端。
8.如权利要求7所述的一种新型雷达散射截面增强装置，其特征在于，安装底座大端直径为2×(D1-D2)，采用钢材料制备。
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