RU2533769C1 - Radar eluding device - Google Patents
Radar eluding device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533769C1 RU2533769C1 RU2013132296/11A RU2013132296A RU2533769C1 RU 2533769 C1 RU2533769 C1 RU 2533769C1 RU 2013132296/11 A RU2013132296/11 A RU 2013132296/11A RU 2013132296 A RU2013132296 A RU 2013132296A RU 2533769 C1 RU2533769 C1 RU 2533769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- layer
- reflection
- polymer composites
- electromagnetic waves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и касается вопроса снижения радиолокационной заметности объектов с помощью применения полимерных композитов в составе устройства.The invention relates to the field of radio engineering and relates to the issue of reducing the radar visibility of objects using polymer composites as part of the device.
Наиболее близким к изобретению является трехслойная конструкция, состоящая из двух несущих слоев, один из которых выполнен из стеклопластика и гофрированного заполнителя, размещенного между несущими слоями, а второй несущий слой и гофрированный заполнитель выполнены из одного и того же металла, оклеенного стеклопластиком. Металл в гофрированном заполнителе изготовлен перфорированным.Closest to the invention is a three-layer structure consisting of two bearing layers, one of which is made of fiberglass and corrugated aggregate placed between the bearing layers, and the second bearing layer and corrugated aggregate are made of the same metal glued with fiberglass. The metal in the corrugated core is perforated.
Трехслойная конструкция в составе объекта располагается таким образом, что несущий слой из стеклопластика - наружный, контактирует с окружающей средой, а металлический несущий слой, обклеенный пластиком, - внутренний. Ребра жесткости в виде трапеций изготовлены из металла (патент RU №2321516 С1, 2006 г. - прототип).The three-layer structure in the structure of the object is located in such a way that the carrier layer of fiberglass is external, in contact with the environment, and the metal carrier layer, glued with plastic, is internal. The stiffeners in the form of trapezoid are made of metal (patent RU No. 2321516 C1, 2006 - prototype).
Данное изобретение направлено на повышение прочности, жесткости и надежности трехслойных конструкций из композитных материалов, позволяющих существенно снизить массу конструкции.This invention is aimed at increasing the strength, rigidity and reliability of three-layer structures made of composite materials, which can significantly reduce the weight of the structure.
Недостатком прототипа является то, что данная трехслойная конструкция не обеспечивает широкодиапазонного радиопоглощения, включающего диапазоны сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ка, а дает узкополосное радиопоглощение при падении радиоволн за счет их интерференции при отражении на внешних и внутренних слоях. При этом ширина полос поглощения составляет 5÷30% от ширины диапазонов сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ка.The disadvantage of the prototype is that this three-layer design does not provide a wide-range radio absorption, including ultra-high frequency ranges S, C, X, K u , K a , but gives a narrow-band radio absorption when radio waves are incident due to their interference when reflected on the outer and inner layers. The width of the absorption bands is 5 ÷ 30% of the width of the ranges of microwave frequencies S, C, X, K u , K a .
Кроме того, такого вида трехслойная конструкция рассеивает падающие электромагнитные волны во все стороны, что приводит к повышению радиозаметности при локации объекта с любого угла места, азимута и ухудшает электромагнитную обстановку на объекте.In addition, this type of three-layer design scatters the incident electromagnetic waves in all directions, which leads to increased radio visibility when the object is located from any elevation, azimuth, and worsens the electromagnetic environment at the object.
Основной задачей предлагаемого изобретения является расширение частотного диапазона радиопоглощения падающего электромагнитного излучения за счет изменения структуры трехслойной конструкции, которое приведет к снижению радиолокационной заметности объектов и воздействия высокочастотного радиоизлучения на людей.The main objective of the invention is to expand the frequency range of the radio absorption of incident electromagnetic radiation by changing the structure of the three-layer structure, which will lead to a decrease in the radar visibility of objects and the effects of high-frequency radio emission on people.
Предлагаемое устройство состоит из трех слоев (фиг.1): два наружных несущих слоя конструкции и ребра жесткости выполнены из полимерных композитов, а средний слой - из легковесного наполнителя, содержащего ребра жесткости в виде трапеций. Отличительной особенностью данного устройства является введение в ребра жесткости и во внешние несущие слои устройства электропроводящих материалов с поверхностным электрическим сопротивлением в диапазоне 90÷1200 Ом, обеспечивающих поглощение падающих электромагнитных волн и приводящих к снижению отражения радиоволн в диапазонах сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ка от поверхности устройства в 3÷5 раз, а относительно металлической поверхности в 5÷50 раз.The proposed device consists of three layers (Fig. 1): two external load-bearing layers of the structure and stiffeners are made of polymer composites, and the middle layer is made of lightweight filler containing stiffeners in the form of trapeziums. A distinctive feature of this device is the introduction into the stiffening ribs and in the outer bearing layers of the device of electrically conductive materials with a surface electrical resistance in the range of 90 ÷ 1200 Ohms, which ensure the absorption of incident electromagnetic waves and reduce the reflection of radio waves in the microwave ranges S, C, X, K u , K a from the surface of the
Входной наружный слой содержит материал с улучшенными теплоизолирующими характеристиками и имеет пониженную диэлектрическую проницаемость ε меньше 3. Относительно низкая диэлектрическая проницаемость обеспечивает в 2÷10 раз уменьшение отражения радиоволн от входной поверхности конструкции из композитных материалов.The input outer layer contains a material with improved heat-insulating characteristics and has a lower dielectric constant ε less than 3. A relatively low dielectric constant provides a 2–10-fold reduction in the reflection of radio waves from the input surface of a composite material structure.
Входной для излучения наружный слой толщиной 1÷10 мм является многослойным и состоит из стеклопластика, обеспечивающего жесткость и прочность слоя, и одного или нескольких слоев стекловолокнистого материала, содержащего микросферы, типа «Lantor Soric» или «Sphere Core» толщиной 1÷6 мм со сниженной диэлектрической проницаемостью ε меньше 3 для обеспечения проникновения излучения внутрь конструкции.The
Тыльный наружный слой со стороны помещений толщиной 1÷8 мм, почти полностью отражающий электромагнитное излучение, также состоит из стеклопластика, комбинированного с углепластиком или целиком из углепластика, с поверхностным электрическим сопротивлением менее 10 Ом.The back outer layer from the side of the premises with a thickness of 1 ÷ 8 mm, which almost completely reflects electromagnetic radiation, also consists of fiberglass combined with carbon fiber or entirely carbon fiber, with a surface electrical resistance of less than 10 ohms.
Средний слой толщиной 2÷16 см выполнен из легковесного наполнителя, содержащего ребра жесткости, толщиной 0,2÷5 мм, выполненных в виде формы трапеций, соприкасающихся основаниями с наружными слоями конструкции. С точки зрения радиопоглощающих свойств, длина малого основания трапеции, касающегося входного верхнего слоя, должна быть как можно меньше, не ухудшая прочностные характеристики конструкции, а размер большого основания трапеции, касающегося тыльного слоя, может быть увеличен.The middle layer 2–16 cm thick is made of a lightweight filler containing stiffeners with a thickness of 0.2–5 mm, made in the form of trapezoids in contact with the outer layers of the structure. From the point of view of radar absorbing properties, the length of the small base of the trapezoid, touching the input upper layer, should be as short as possible, without compromising the strength characteristics of the structure, and the size of the large base of the trapezoid, touching the back layer, can be increased.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1 и 2. На фиг.1 представлена схема трехслойной конструкции в составе устройства для снижения радиолокационной заметности объектов.The essence of the invention is illustrated in figures 1 and 2. Figure 1 shows a diagram of a three-layer structure as part of a device to reduce the radar visibility of objects.
Между входным наружным слоем 1, контактирующим с окружающей средой, и выходным наружным слоем 2 имеется средний слой 3, содержащий ребра жесткости 4, выполненные в виде трапеций, соприкасающихся основаниями с наружными слоями конструкции. Длина малого основания трапецевидного блока - l1, а длина большого основания - l2. Угол наклона ребра жесткости (гофры) α определяется исходя из условий оптимизации по механическим характеристикам. Монослои 5, 6, 7 (штрихпунктирная линия) - электропроводящие материалы с поверхностным сопротивлением 90÷1200 Ом, обеспечивающие существенное поглощение электромагнитных волн. Эти монослои могут быть выполнены из синтетической ткани, содержащей нити с осажденным на них углеродом, являющиеся электропроводящими. Количество этих нитей определяет электропроводимость монослоя в диапазоне 90÷1200 Ом и позволяет создать оптимальную радиопоглощающую конструкцию. Монослой 8 (пунктирная линия) - углеродный электропроводящий материал с поверхностным электрическим сопротивлением менее 10 Ом.Between the input
На фиг.2 представлена спектральная зависимость коэффициента отражения электромагнитной волны от поверхности устройства в частотном диапазоне для двух ортогональных поляризаций.Figure 2 shows the spectral dependence of the reflection coefficient of the electromagnetic wave from the surface of the device in the frequency range for two orthogonal polarizations.
На фиг.2: 9 - теоретический коэффициент отражения; 10 - экспериментальный коэффициент отражения при нормальном падении радиоволн для поляризации электромагнитной волны, перпендикулярной направлению гофров; 11 - экспериментальный коэффициент отражения при нормальном падении радиоволн для поляризации электромагнитной волны, параллельной направлению гофров. Зависимость коэффициента отражения электромагнитной волны, проходящая непрерывно по всему спектральному диапазону, соответствует теоретическим расчетам в приближении плоскослоистой модели, в которой средний слой с ребрами жесткости заменен на однородный слой с эквивалентными потерями. На фиг.2 коэффициент отражения от устройства представлен в логарифмической шкале - в децибелах (Г2, дБ) (левая ордината), а правая ордината отображает значение коэффициента отражения (Г2) от устройства в процентах относительно металлического образца. По оси абсцисс отложена частота падающей электромагнитной волны, выраженная в гигагерцах (ГГц).Figure 2: 9 is a theoretical reflection coefficient; 10 - experimental reflection coefficient with normal incidence of radio waves for polarization of an electromagnetic wave perpendicular to the direction of the corrugations; 11 - experimental reflection coefficient with normal incidence of radio waves for polarization of an electromagnetic wave parallel to the direction of the corrugations. The dependence of the reflection coefficient of the electromagnetic wave, which runs continuously over the entire spectral range, corresponds to theoretical calculations in the approximation of a plane-layered model in which the middle layer with stiffeners is replaced by a homogeneous layer with equivalent losses. In Fig.2, the reflection coefficient from the device is presented in a logarithmic scale in decibels (G 2 , dB) (left ordinate), and the right ordinate displays the value of the reflection coefficient (G 2 ) from the device in percent relative to the metal sample. The abscissa axis represents the frequency of the incident electromagnetic wave, expressed in gigahertz (GHz).
Коэффициент отражения электромагнитной волны от металла составляет 0 дБ для всего частотного диапазона, а для разработанного устройства в среднем лежит ниже уровня минус 10 дБ (10%), причем в диапазоне Х в среднем достигает минус 15 дБ (3%), а в отдельных точках этого диапазона - минус 20 дБ (1%). Таким образом, эффективность снижения коэффициента отражения составляет 5÷50 раз в зависимости от рассматриваемого спектрального диапазона поглощения и его ширины.The reflection coefficient of the electromagnetic wave from the metal is 0 dB for the entire frequency range, and for the developed device on average it lies below minus 10 dB (10%), and in the X range it reaches on average minus 15 dB (3%), and at some points this range is minus 20 dB (1%). Thus, the efficiency of reducing the reflection coefficient is 5–50 times depending on the absorption spectral range under consideration and its width.
Предлагаемое устройство в виде трехслойной конструкции обеспечивает широкодиапазонное поглощение электромагнитных волн и приводит к снижению коэффициента отражения радиоволн от поверхности устройства, состоящее из композитных материалов в диапазонах сверхвысоких частот S, С, X, Ku, Ка в 3÷5 раз.The proposed device in the form of a three-layer design provides a wide-range absorption of electromagnetic waves and leads to a decrease in the reflection coefficient of radio waves from the surface of the device, consisting of composite materials in the microwave ranges S, C, X, K u , K, and 3–5 times.
Предлагаемое устройство позволит радикально решить задачу снижения радиолокационной заметности объектов и использовать такую конструкцию в кораблестроении при создании судов, кораблей, платформ и других плавучих средств, а также сухопутных объектов.The proposed device will radically solve the problem of reducing the radar visibility of objects and use such a design in shipbuilding when creating ships, ships, platforms and other floating equipment, as well as land objects.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132296/11A RU2533769C1 (en) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | Radar eluding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132296/11A RU2533769C1 (en) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | Radar eluding device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2533769C1 true RU2533769C1 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=53382822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013132296/11A RU2533769C1 (en) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | Radar eluding device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2533769C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2683812C1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-04-02 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Protective panel for reduction of radar and infrared visibility of objects |
RU2821816C1 (en) * | 2023-12-25 | 2024-06-26 | Михаил Юрьевич Максюков | Screen |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4528229A (en) * | 1983-03-14 | 1985-07-09 | Willi Gottlieb | Camouflage material for use as protection against radar observation |
DE4417484A1 (en) * | 1994-05-19 | 1994-12-08 | Hans Dr Krech | Stealth high-speed boat for use in the navy, with air-refuelling system, streamlined radome and armament |
RU2119216C1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-09-20 | Центральный научно-исследовательский институт машиностроения | Electromagnetic wave absorber and process of its manufacture |
US6205943B1 (en) * | 1997-05-30 | 2001-03-27 | Kockums Ab | Shielded boat hull of composite material with sealed cover or the like and method of fastening the sealing device |
RU2171442C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-07-27 | Военный автомобильный институт | Wide-range camouflage coat and method for its manufacture |
RU2225326C2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-03-10 | Мбдам | Device for accomplishing counter measures against radar detection of flat deck superstructures of ship |
RU2231181C2 (en) * | 2001-11-02 | 2004-06-20 | Добровенский Владимир Вениаминович | Stratified absorber of electromagnetic waves |
RU2249535C1 (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное морское конструкторское бюро "Алмаз" | Ship |
RU2321516C1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-04-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Three-layer body structure |
-
2013
- 2013-07-11 RU RU2013132296/11A patent/RU2533769C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4528229A (en) * | 1983-03-14 | 1985-07-09 | Willi Gottlieb | Camouflage material for use as protection against radar observation |
DE4417484A1 (en) * | 1994-05-19 | 1994-12-08 | Hans Dr Krech | Stealth high-speed boat for use in the navy, with air-refuelling system, streamlined radome and armament |
RU2119216C1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-09-20 | Центральный научно-исследовательский институт машиностроения | Electromagnetic wave absorber and process of its manufacture |
US6205943B1 (en) * | 1997-05-30 | 2001-03-27 | Kockums Ab | Shielded boat hull of composite material with sealed cover or the like and method of fastening the sealing device |
RU2171442C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-07-27 | Военный автомобильный институт | Wide-range camouflage coat and method for its manufacture |
RU2225326C2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-03-10 | Мбдам | Device for accomplishing counter measures against radar detection of flat deck superstructures of ship |
RU2231181C2 (en) * | 2001-11-02 | 2004-06-20 | Добровенский Владимир Вениаминович | Stratified absorber of electromagnetic waves |
RU2249535C1 (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное морское конструкторское бюро "Алмаз" | Ship |
RU2321516C1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-04-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Three-layer body structure |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2683812C1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-04-02 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Protective panel for reduction of radar and infrared visibility of objects |
RU2821816C1 (en) * | 2023-12-25 | 2024-06-26 | Михаил Юрьевич Максюков | Screen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106469858B (en) | Wave absorber structure | |
CN104993249B (en) | Single-pass band bilateral inhales ripple and is combined Meta Materials and its antenna house and antenna system | |
CN110504553B (en) | Multilayer ultra-wideband wave absorber compounded by electric loss material and magnetic material | |
CN109921192A (en) | A kind of low frequency wave transparent high-frequency wideband inhales the frequency screening device of wave | |
KR20070046936A (en) | Wave absorber | |
CN103490169B (en) | Individual layer broadband random surface | |
CN102724856A (en) | Multi-layer electromagnetic wave absorbing structure and preparation method thereof | |
CN107317108B (en) | Radar radome absorber based on helical structure | |
WO2016209181A1 (en) | A radar absorber | |
CN109167181A (en) | A kind of graphical cellular unit broadband periodic absorbent structure | |
CN103490171A (en) | Composite wave-absorbing material with wide frequency bands | |
CN107611575B (en) | End-fire antenna based on surface wave waveguide and super surface absorber composite structure | |
CN103682672A (en) | Frequency selective surface based ultrathin broadband wave-absorbing material | |
Wang et al. | Design of an ultra-thin absorption layer with magnetic materials based on genetic algorithm at the S band | |
Lee et al. | Design of a frequency selective surface (FSS) type superstrate for dual-band directivity enhancement of microstrip patch antennas | |
RU2533769C1 (en) | Radar eluding device | |
CN118099767A (en) | Wave absorbing structure | |
US3039100A (en) | Thin-wall radome utilizing irregularly spaced and curved conductive reinforcing ribs obviating side-lobe formation | |
CN104934716B (en) | Wave-transparent metamaterial with resistance, antenna housing and antenna system | |
CN115954682B (en) | Light wave-absorbing material and application thereof | |
JP2009076802A (en) | Radio wave absorber | |
CN111355034A (en) | Double-passband wave-transmitting structure with wave absorbing function | |
CN113690626B (en) | Wide-angle broadband metamaterial wave-absorbing structure and design method thereof | |
RU2578769C2 (en) | Device made of polymer composite materials for reducing radar visibility of different objects | |
CN113922077A (en) | Ultra-wideband RCS (radar cross section) reduction super surface based on mutual superposition of polarization conversion bandwidths |