RU2453955C2

RU2453955C2 - Aircraft antenna array

Info

Publication number: RU2453955C2
Application number: RU2010127956/07A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Исакович Синани (RU); Анатолий Исакович Синани; Георгий Феодосьевич Мосейчук (RU); Георгий Феодосьевич Мосейчук; Владимир Михайлович Князев (RU); Владимир Михайлович Князев; Павел Алексеевич Агеев (RU); Павел Алексеевич Агеев; Андрей Леонидович Наркевич (RU); Андрей Леонидович Наркевич; Анатолий Михайлович Васин (RU); Анатолий Михайлович Васин; Вячеслав Викторович Седов (RU); Вячеслав Викторович Седов; Татьяна Алексеевна Ломовская (RU); Татьяна Алексеевна Ломовская
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-06-20
Also published as: RU2010127956A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to aircraft phased array. Proposed array comprises n irradiators secured on aircraft wing tip front wall closed by detachable domes and n active microwave devices with I/Os connected with appropriate radiators and O/Is connected with I/Os of adder circuit. For this, vertical polarisation radiators are arranged in plane perpendicular to wing front edge transverse axis while adder circuit and active microwave elements are secured in compartments of either moving or stationary wing tip between structural crosswise baffles. Aforesaid compartments with microwave elements and adder circuit may be coated from inside by material absorbing radio waves. Active microwave elements and adder circuit are secured in wing tip by adapted brackets mounted on wing tip crosswise structural baffles.

EFFECT: perfected design, reduced heat loads on active microwave elements, better shielding of wing tip defecting compartments.

3 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к антенной технике, в частности к фазированным антенным решеткам, устанавливаемым на борту летательных аппаратов.The present invention relates to antenna technology, in particular to phased antenna arrays mounted on board aircraft.

Известна «Бортовая сканирующая антенная система с межэлементными изоляторами» (US 4186400 опубл. 29.01.1980), устанавливаемая под обтекателем крыла самолета, включающая в себя антенные решетки на основе излучателей Уда-Яги, расположенных вдоль носка крыла. Излучатели размещаются в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Недостатками такой антенной системы являются громоздкость конструкции излучателей и сложность их размещения, необходимость введения дополнительных средств крепления элементов излучателей на обтекателе и в пространстве под обтекателем.The well-known "On-board scanning antenna system with inter-element isolators" (US 4186400 publ. 01.29.1980), installed under the wing fairing of the aircraft, including antenna arrays based on the Uda-Yagi emitters located along the nose of the wing. Emitters are placed in horizontal and vertical planes. The disadvantages of such an antenna system are the cumbersome design of the emitters and the complexity of their placement, the need to introduce additional means of mounting the elements of the emitters on the fairing and in the space under the fairing.

Также известна «Бортовая сканирующая антенная система на основе линейной решетки излучателей типа Яги» (US 4336543 опубл. 22.06.1982), устанавливаемая под обтекателем крыла самолета, и содержащая линейную антенную решетку, состоящую из излучателей типа Уда-Яги, расположенных в горизонтальной плоскости. Недостатками такой антенной системы являются большие габаритные размеры, необходимость введения в конструкцию обтекателя множества поперечных перегородок для крепления излучателей, наличие которых ухудшает характеристики излучения антенной решетки.Also known is the “On-board scanning antenna system based on a linear array of Yagi type emitters” (US 4336543 publ. 06/22/1982), mounted under the aircraft fairing, and containing a linear antenna array consisting of Uda-Yagi type emitters located in a horizontal plane. The disadvantages of such an antenna system are the large overall dimensions, the need to introduce many transverse partitions into the cowl structure for mounting emitters, the presence of which worsens the radiation characteristics of the antenna array.

Кроме того, известна «Линейная антенная решетка с подавителем заднего излучения в Е-плоскости» (US 5151707 опубл. 29.09.1992), устанавливаемая под обтекателем крыла самолета и состоящая из печатных излучателей, размещенных на плоском диэлектрике, которые располагаются вдоль носка крыла и устанавливаются на металлический экран, при этом задняя часть экрана для подавления заднего излучения изогнута и прикреплена к передней стенке носка крыла самолета. Недостатками такой антенной системы являются большие габаритные размеры, сложность крепления излучателей на экране внутри обтекателя.In addition, the well-known "Linear antenna array with a suppressor of the rear radiation in the E-plane" (US 5151707 publ. 09/29/1992), mounted under the wing fairing of the aircraft and consisting of printed emitters placed on a flat dielectric, which are located along the nose of the wing and are installed on a metal screen, while the back of the screen to suppress rear radiation is curved and attached to the front wall of the nose of the aircraft wing. The disadvantages of such an antenna system are the large overall dimensions, the complexity of mounting the emitters on the screen inside the fairing.

Наиболее близкой по технической сущности является «Модульная антенная решетка» (US 4749997 опубл. 07.06.1988), конформно устанавливаемая на самолете и включающая в себя n подрешеток. Каждая подрешетка состоит из n (4) излучателей горизонтальной поляризации, размещенных под обтекателем и установленных параллельно оси передней кромки крыла перед секцией проводящего экрана, n (4) активных СВЧ устройств, к входам/выходам которых через трансформаторы волнового сопротивления подключены излучатели, а также схему суммирования. Активные устройства установлены с задней стороны проводящего экрана, причем в экране прорезаны щели, через которые излучатели соединяются с активными устройствами, размещенными на задней стороне проводящего экрана (передней стенки носка крыла). Также на задней стороне передней стенки установлена схема суммирования, к которой посредством СВЧ кабелей подключены активные устройства.The closest in technical essence is the "Modular antenna array" (US 4749997 publ. 06/07/1988), conformally mounted on an airplane and includes n sublattices. Each sublattice consists of n (4) horizontal polarized emitters located under the fairing and mounted parallel to the axis of the leading edge of the wing in front of the section of the conductive screen, n (4) active microwave devices, the radiators are connected to the inputs / outputs of which are wave transformers, and also the circuit summation. Active devices are mounted on the rear side of the conductive screen, and slots are cut through the screen through which emitters are connected to active devices located on the rear side of the conductive screen (front wall of the wing toe). Also on the back side of the front wall is a summation circuit to which active devices are connected via microwave cables.

Для обеспечения необходимой направленности антенной решетки под обтекателем также установлена диэлектрическая трубка, расположенная по всей длине антенной решетки вдоль обтекателя и закрепленная на перегородках, отделяющих одну подрешетку от другой, причем определенные части трубки покрыты проводящим слоем. Обтекатель каждой подрешетки откидывается на шарнирах для обеспечения доступа к задней части передней стенки носка крыла.To ensure the necessary directivity of the antenna array, a dielectric tube is also installed under the fairing, located along the entire length of the antenna array along the fairing and mounted on the partitions that separate one sublattice from the other, and certain parts of the tube are covered with a conductive layer. The fairing of each sublattice is hinged to provide access to the rear of the front wall of the wing toe.

Недостатками такой антенной решетки являются низкие прочностные характеристики вследствие отсутствия целостности обтекателя и наличия множества сквозных отверстий в передней стенке носка крыла. При размещении активных СВЧ устройств на задней поверхности передней стенки носка крыла к ним предъявляются повышенные требования по климатическим воздействиям. Поперечные перегородки, разделяющие модули антенной решетки, ухудшают характеристики излучения антенной решетки.The disadvantages of this antenna array are low strength characteristics due to the lack of fairing integrity and the presence of many through holes in the front wall of the wing nose. When placing active microwave devices on the rear surface of the front wall of the wing of the nose, they are subject to increased climatic requirements. The transverse partitions separating the antenna array modules degrade the radiation characteristics of the antenna array.

Технический результат предлагаемой антенной решетки заключается в уменьшении влияния размещаемых СВЧ устройств на прочностные характеристики самолета, снижении температурных нагрузок на активные СВЧ устройства, улучшении экранирования отсеков отклоняемого носка крыла.The technical result of the proposed antenna array is to reduce the influence of placed microwave devices on the strength characteristics of the aircraft, reduce temperature loads on active microwave devices, improve the shielding of the compartments of the deflected wing tip.

Сущность полезной модели состоит в том, что самолетная антенная решетка содержит n излучателей, закрепленных на передней стенке носка крыла самолета, закрытых съемным обтекателем, и n активных СВЧ устройств, входы-выходы которых соединены с соответствующими излучателями, а выходы-входы со входами-выходами схемы суммирования.The essence of the utility model is that the aircraft antenna array contains n emitters mounted on the front wall of the nose of the wing of the aircraft, covered by a removable fairing, and n active microwave devices, the inputs and outputs of which are connected to the respective emitters, and the outputs and inputs with inputs and outputs summation schemes.

Новыми признаками заявленного технического решения являются такие, как: излучатели вертикальной поляризации установлены в плоскости, перпендикулярной поперечной оси передней кромки крыла, а активные СВЧ устройства и схема суммирования закреплены в отсеках либо подвижного, либо неподвижного носка крыла между силовыми поперечными диафрагмами. Отсеки носка крыла, в которых установлены активные СВЧ устройства и схема суммирования, могут быть закрыты изнутри радиопоглощающим материалом, а активные СВЧ устройства и схема суммирования закреплены в носке крыла переходными кронштейнами, установленными на силовых поперечных диафрагмах носка крыла.New features of the claimed technical solution are as follows: vertical polarization emitters are installed in a plane perpendicular to the transverse axis of the leading edge of the wing, and active microwave devices and the summation circuit are fixed in the compartments of either the movable or fixed wing nose between the power transverse diaphragms. The wing toe compartments in which the active microwave devices and the summing circuit are installed can be covered from the inside with radar absorbing material, and the active microwave devices and the summing circuit are fixed in the wing toe by transitional brackets mounted on the power transverse diaphragms of the wing toe.

На фиг.1 представлен вариант размещения аппаратуры предлагаемой самолетной антенной решетки в подвижной части носка крыла.Figure 1 presents a variant of the placement of the equipment of the proposed aircraft antenna array in the moving part of the wing tip.

На фиг.2 представлен вид на блоки снизу.Figure 2 presents a view of the blocks from below.

Самолетная антенная решетка состоит из излучающей системы 1, выполненной из отдельных излучателей 2, установленных на панелях 3. Излучающая система 1 крепится на передней стенке 4 носка крыла и закрывается съемным радиопрозрачным обтекателем 5, являющимся составной частью носка крыла.The aircraft antenna array consists of a radiating system 1 made of separate emitters 2 mounted on the panels 3. The radiating system 1 is mounted on the front wall 4 of the wing toe and is closed by a removable radiotransparent fairing 5, which is an integral part of the wing toe.

Активные СВЧ устройства (например, приемопередающие модули) 6, суммирующее устройство 7, устройства распределения и фазирования 8 располагаются за передней стенкой 4 носка крыла, в отсеках между силовыми поперечными диафрагмами 9 носка крыла. Демонтаж и монтаж аппаратуры подвижной части носка крыла обеспечивается съемом радиопрозрачного обтекателя 4, а также доступом через нижние люки 10 носка крыла.Active microwave devices (for example, transceiver modules) 6, a summing device 7, distribution and phasing devices 8 are located behind the front wall 4 of the wing toe, in the compartments between the power transverse diaphragms 9 of the wing toe. The dismantling and installation of the equipment of the movable part of the toe of the wing is ensured by the removal of the radiotransparent cowl 4, as well as access through the lower hatches 10 of the toe of the wing.

Размещение активных СВЧ устройств 6 и схемы суммирования 7 в отсеках отклоняемого носка крыла позволяет снизить температурную нагрузку на блоки самолетной антенной решетки, что в свою очередь позволяет увеличить ее надежность без использования принудительного охлаждения. Применение цельного обтекателя позволяет улучшить прочностные характеристики носка крыла самолета и характеристики излучения антенной решетки, так как прочность обеспечивается конструкцией обтекателя, без установки продольных диафрагм внутри обтекателя.The placement of active microwave devices 6 and the summation circuit 7 in the compartments of the deflected nose of the wing reduces the temperature load on the blocks of the aircraft antenna array, which in turn allows to increase its reliability without the use of forced cooling. The use of a single fairing allows to improve the strength characteristics of the nose of the aircraft wing and the radiation characteristics of the antenna array, since the strength is ensured by the design of the fairing, without installing longitudinal diaphragms inside the fairing.

Закрытие отсеков отклоняемого носка крыла радиопоглощающими материалами позволяет экранировать эти отсеки и блоки от СВЧ излучения, что обеспечивает стабильную работу низкочастотных управляющих устройств. Размещение излучателей перпендикулярно поперечной оси носка крыла и закрепление их на металлических панелях позволяют получить вертикально поляризованное излучение самолетной антенной решетки и устанавливать ее в тонких и малогабаритных носках крыла.Closing the compartments of the deflected nose of the wing with radar absorbing materials allows these compartments and blocks to be shielded from microwave radiation, which ensures stable operation of low-frequency control devices. Placing the emitters perpendicular to the transverse axis of the wing of the wing and fixing them on metal panels allows you to get vertically polarized radiation from the aircraft antenna array and install it in thin and small wing socks.

Таким образом, предлагаемая самолетная антенная решетка отличается упрощенной схемой размещения в отклоняемом носке крыла, вследствие чего достигается большая компактность, простота и надежность конструкции.Thus, the proposed aircraft antenna array has a simplified layout in the deflected nose of the wing, resulting in greater compactness, simplicity and reliability of the structure.

Claims

1. Aircraft antenna array containing n emitters mounted on the front wall of the nose of the aircraft wing, closed by a removable fairing, and n active microwave devices, the inputs and outputs of which are connected to the respective emitters, and the outputs and inputs with inputs and outputs of the summation circuit, characterized in that emitters of vertical polarization are installed in a plane perpendicular to the transverse axis of the leading edge of the wing, and the active microwave devices and the summation circuit are fixed in the compartments of either the movable or fixed toe of the wing between power transverse diaphragms.

2. Aircraft antenna array according to claim 1, characterized in that the wing sections of the wing in which the active microwave devices and the summing circuit are installed are closed from the inside with radar absorbing material.

3. Aircraft antenna array according to claim 1 or 2, characterized in that the active microwave devices and the summation circuit are fixed in the nose of the wing with transitional brackets mounted on the power transverse diaphragms of the wing of the wing.