RU2627973C1 - Device for active control by reflected radio emission - Google Patents

Device for active control by reflected radio emission Download PDF

Info

Publication number
RU2627973C1
RU2627973C1 RU2016114082A RU2016114082A RU2627973C1 RU 2627973 C1 RU2627973 C1 RU 2627973C1 RU 2016114082 A RU2016114082 A RU 2016114082A RU 2016114082 A RU2016114082 A RU 2016114082A RU 2627973 C1 RU2627973 C1 RU 2627973C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
circuits
electrical circuits
control
electrical
wave
Prior art date
Application number
RU2016114082A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Петрович Богачёв
Original Assignee
Александр Петрович Богачёв
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Петрович Богачёв filed Critical Александр Петрович Богачёв
Priority to RU2016114082A priority Critical patent/RU2627973C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2627973C1 publication Critical patent/RU2627973C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: device is a set of electrical circuits in an alternating electromagnetic field, made in the form of flat electrical conductors located in layers, each of which is closed at its ends through control devices with active resistance, electrical capacitance and wave dimensions of circuits that change their absorption, resonance tuning frequency and wave dimensions, respectively. Each electrical circuit is an elementary antenna designed to receive electromagnetic waves (EMW) and their further controlled absorption. The control signals of the device allow modulating the amplitude, spectrum, phase and polarization of the reflected EMW.
EFFECT: electric control of the electromagnetic wave absorption independently on different sections of the protected surface of objects, control of the directional pattern and polarization of reflected electromagnetic waves, modulation and fragmentation of reflected signals.
18 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к поглотителям электромагнитных волн (ЭМВ) в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для управляемого изменения радиолокационной заметности защищаемых поверхностей объектов различного назначения, а также при оснащении экранированных помещений и безэховых камер.The invention relates to absorbers of electromagnetic waves (EMW) in the microwave range and can be used for controlled changes in the radar visibility of the protected surfaces of objects for various purposes, as well as when equipping shielded rooms and anechoic chambers.

Также, изобретение позволит электрически управлять величиной поглощения ЭМВ Радио Поглощающим Покрытием (РПП) независимо на различных участках защищаемой поверхности объектов; расширить частотный диапазон; активно формировать диаграмму направленности РПП для различных углов падения ЭМВ; создавать маскирующие и искаженные отраженные сигналы от защищаемых поверхностей, управлять поляризацией отраженных ЭМВ.Also, the invention will allow you to electrically control the magnitude of the absorption of EMW Radio Absorbing Coating (RPP) independently on different parts of the protected surface of the objects; expand the frequency range; actively generate a radiation pattern for different radar angles of incidence; create masking and distorted reflected signals from the protected surfaces, control the polarization of the reflected electromagnetic waves.

Известно «Устройство радиомаскировки отражающих поверхностей», патент RU 2403658, 2008 г., состоящее из слоя электропроводной основы, слоя диэлектрика и электропроводного экранирующего слоя, выполненного по определенной топологии.It is known “Device for the radio masking of reflective surfaces”, patent RU 2403658, 2008, consisting of a layer of an electrically conductive base, a layer of a dielectric and an electrically conductive shielding layer made according to a certain topology.

При работе устройства, четырехполюсник компенсационных связей обеспечивает взаимную компенсацию токов смещения, протекающих под воздействием внешнего электромагнитного поля, между одной из пары экранирующих площадок и нейтральной площадкой и между другой экранирующей площадкой и той же нейтральной площадкой.During operation of the device, the four-terminal compensation links provides mutual compensation of bias currents flowing under the influence of an external electromagnetic field between one of a pair of shielding pads and a neutral pad and between another shielding pad and the same neutral pad.

Данное устройство имеет сложную структуру, не обеспечивает удовлетворительное поглощение ЭМВ и не предусматривает возможность электрического управления величиной поглощения ЭМВ.This device has a complex structure, does not provide satisfactory absorption of electromagnetic waves and does not provide for the possibility of electrical control of the absorption of electromagnetic waves.

Наиболее близким к предлагаемому является «Поглотитель электромагнитных волн», RU 2400883, в котором ЭМВ рассеиваются на радиопоглощающем заполнителе в виде керамических пластин, покрытых пленочным резистивным слоем. Размеры керамических пластин и характеристики резистивного слоя выбираются из условия обеспечения широкополосного согласования.Closest to the proposed is the "Electromagnetic wave absorber", RU 2400883, in which EMW are scattered on a radar absorbing filler in the form of ceramic plates coated with a film resistive layer. The dimensions of the ceramic plates and the characteristics of the resistive layer are selected from the conditions for ensuring broadband matching.

Упомянутое устройство не создает приемлемого поглощения ЭМВ на больших поверхностях объектов и не предусматривает возможность электрического управления поглощением.The said device does not create an acceptable absorption of electromagnetic waves on large surfaces of objects and does not provide for the possibility of electrical control of absorption.

Цель настоящего изобретения - электрическое управление величиной поглощения ЭМВ независимо на различных участках защищаемой поверхности объектов; управление диаграммой направленности и поляризацией отраженных ЭМВ; создание модуляции и фрагментации отраженных сигналов.The purpose of the present invention is the electrical control of the magnitude of the absorption of electromagnetic waves independently on different parts of the protected surface of objects; radiation pattern control and polarization of reflected electromagnetic waves; creating modulation and fragmentation of the reflected signals.

Предлагаемое «Устройство для активного управления отраженным радиоизлучением» представляет собой совокупность электрических контуров, выполненных в виде плоских электрических проводников, замкнутых своими концами через Устройства Управления (УУ) активными потерями и электрической емкостью и расположенных в слоях вдоль обращенной к источнику ЭМВ поверхности устройства.The proposed "Device for the active control of reflected radio emission" is a set of electrical circuits made in the form of flat electrical conductors, closed at their ends through Control Devices (UE) with active losses and electric capacity and located in layers along the surface of the device facing the EMW source.

Каждый такой электрический контур является элементарной антенной с резонансной частотой и волновыми размерами, согласованными с частотой и длиной падающей ЭМВ и предназначенной для приема ЭМВ и их дальнейшего поглощения.Each such electrical circuit is an elementary antenna with a resonant frequency and wave dimensions that are consistent with the frequency and length of the incident EMF and is designed to receive EMF and their further absorption.

Приведенное выше раскрытие настоящего изобретения не ограничивается каждым его описанным примером или любой реализацией. Последующее описание и рисунки дают более подробные пояснения описанных примеров и не ограничивают различные модификации настоящего изобретения, которые могут быть осуществлены в пределах объема его отличительных признаков.The above disclosure of the present invention is not limited to each described example or any implementation thereof. The following description and drawings provide more detailed explanations of the described examples and do not limit the various modifications of the present invention that can be implemented within the scope of its distinguishing features.

Настоящее изобретение поясняют следующие фигуры.The present invention is illustrated by the following figures.

На Фиг. 1-6 изображены плоские проводники контуров различной формы, соединенные с устройствами управления сопротивлением контура УУ-R и емкостью контура УУ.С: Фиг. 1 - спираль в форме круга; Фиг. 2 - спираль в форме квадрата; Фиг. 3 - меандр в форме квадрата; Фиг. 4 - меандр в форме прямоугольника; Фиг. 5 - форма с одним большим волновым размером; Фиг. 6 - форма с одним большим волновым размером, образующая плоский угол.In FIG. 1-6, flat conductors of circuits of various shapes are shown, connected to control devices of the loop resistance UU-R and the capacitance of the UU loop. C: FIG. 1 - a spiral in the shape of a circle; FIG. 2 - a spiral in the form of a square; FIG. 3 - square meander; FIG. 4 - a meander in the form of a rectangle; FIG. 5 - a form with one large wave size; FIG. 6 is a shape with one large wave size, forming a flat angle.

На Фиг. 7-12 представлено включение устройства управления согласованием волновых размеров УУ.Rсогл электрических контуров для параллельного и последовательного способов управления. Утолщенными линиями условно показаны проводники этих контуров.In FIG. 7-12 shows the inclusion of a control device for matching the wave sizes of the control unit. Rconcord of electrical circuits for parallel and serial control methods. Thickened lines conventionally show the conductors of these circuits.

На Фиг. 7 показано включение УУ.Rсогл для параллельного способа управления согласованием волновых размеров контуров. I, II, III, IV, I+II, III+IV, I+IV, II+III, I+II+III+IV - ряд связанных электрических контуров.In FIG. 7 shows the inclusion of the U.Rsogl for a parallel method of controlling the coordination of the wave sizes of the contours. I, II, III, IV, I + II, III + IV, I + IV, II + III, I + II + III + IV - a series of connected electrical circuits.

На Фиг. 8 показано изменение волновых размеров контуров при Rсогл = 0, т.е. при коротком замыкании. I, II, III, IV, I+II, III+IV - полученный при этом ряд связанных электрических контуров.In FIG. Figure 8 shows the change in the wave size of the contours at Rsign = 0, i.e. in case of short circuit. I, II, III, IV, I + II, III + IV - the resulting series of connected electrical circuits.

На Фиг. 9 показано изменение волновых размеров контуров при Rсогл = ∞, т.е. при разрыве цепи. I+III, II, IV, I+III+II, I+III+IV, I+III+II+IV - полученный при этом ряд связанных электрических контуров.In FIG. Figure 9 shows the change in the wave dimensions of the contours at Rsoc = ∞, i.e. when the circuit breaks. I + III, II, IV, I + III + II, I + III + IV, I + III + II + IV - the resulting series of connected electrical circuits.

На Фиг. 10 показано включение УУ.Rсогл для последовательного способа управления согласованием волновых размеров контуров. I, II, III, IV, I+II, III+IV, II+III, I+IV, I+III, II+IV, I+II+III, I+II+III+IV - ряд связанных электрических контуров.In FIG. 10 shows the inclusion of U.Rsogl for a sequential method of controlling the coordination of the wave sizes of the contours. I, II, III, IV, I + II, III + IV, II + III, I + IV, I + III, II + IV, I + II + III, I + II + III + IV - a series of connected electrical circuits .

На Фиг. 11 показано изменение волновых размеров контуров при Rсогл = 0, т.е. при коротком замыкании. I, II, III, IV - полученный при этом ряд разделенных и независимых один от другого электрических контуров.In FIG. Figure 11 shows the change in the wave size of the contours at Rc = 0, i.e. in case of short circuit. I, II, III, IV - the resulting series of separate and independent from one another electrical circuits.

На Фиг. 12 показано изменение волновых размеров контуров при Rсогл = ∞, т.е. при разрыве цепи. I+II+III+IV - полученный при этом ряд связанных электрических контуров.In FIG. Figure 12 shows the change in the wave size of the contours at Rsogl = ∞, i.e. when the circuit breaks. I + II + III + IV - the resulting series of interconnected electrical circuits.

На Фиг. 13 показаны три контура каждый - с одним большим волновым размером формы, ориентированных ортогонально вдоль осей координат.In FIG. 13, three contours are shown, each with one large waveform size, oriented orthogonally along the coordinate axes.

На Фиг. 14 представлено устройство, закрепленное на защищаемой боковой поверхности объекта. При этом боковая поверхность объекта делится поглощающим ЭМВ фрагментом Б на два отражающих ЭМВ фрагмента А и В. Контуры фрагментов А, Б, В имеют большие волновые размеры. Поглощающие контуры фрагмента Б обозначены черными квадратами; отражающие контуры фрагментов А и В обозначены квадратами без заливки. Устройства управления сопротивлением, емкостью и волновыми размерами контуров не показаны.In FIG. 14 shows a device mounted on a protected side surface of an object. In this case, the lateral surface of the object is divided by the EMB absorbing fragment B into two reflecting EMF fragments A and B. The contours of the fragments A, B, and C have large wave sizes. The absorbing contours of fragment B are indicated by black squares; the reflecting contours of fragments A and B are indicated by squares without filling. Devices for controlling the resistance, capacitance, and wave dimensions of circuits are not shown.

Условимся, что формой электрического контура является форма площади поверхности слоя, которую занимают плоские проводники этого контура вместе с электроизолирующими зазорами между ними.Let us agree that the shape of the electrical circuit is the shape of the surface area of the layer, which is occupied by the flat conductors of this circuit along with the electrically insulating gaps between them.

Назовем контур с линейными размерами формы - длиной l и шириной w, контуромWe will call a contour with linear dimensions of the form - length l and width w, contour

- с большими волновыми размерам (согласованными размерами), если l,w больше или равны четверти наименьшей длины волны λ в рабочем диапазоне, т.е. l,w≥λ/4;- with large wave sizes (matched sizes) if l, w are greater than or equal to a quarter of the smallest wavelength λ in the operating range, i.e. l, w≥λ / 4;

- с малыми волновыми размерами, если l,w намного меньше четверти наименьшей длины волны А в рабочем диапазоне, т.е. l,w<<λ/4.- with small wave sizes, if l, w is much less than a quarter of the smallest wavelength A in the operating range, i.e. l, w << λ / 4.

Устройство работает следующим образом. Электромагнитные волны падают на поверхность устройства и наводят ЭДС в расположенных на нем плоских электрических контурах-индуктивностях. В электрические контуры включены устройства управления активным сопротивлением, емкостью и волновыми размерами контура, изменяющие соответственно, поглощение падающей ЭМВ, частоту настройки контуров и согласующие волновые размеры контуров. Эти устройства управления могут быть включены в контур последовательно, параллельно или смешано между собой.The device operates as follows. Electromagnetic waves incident on the surface of the device and induce EMF in the flat electrical circuits-inductances located on it. The electrical circuits include control devices for the resistance, capacitance and wave dimensions of the circuit, respectively changing the absorption of the incident electromagnetic field, the tuning frequency of the circuits and the matching wave sizes of the circuits. These control devices can be included in the circuit in series, parallel or mixed with each other.

Устройство управления электрическим сопротивлением УУ.R, включенное в каждый контур, изменяет величину активных электрических потерь в контуре, что приводит к изменению величины наводимой в нем ЭДС, а следовательно, и величины поглощения ЭМВ.The electric resistance control device УУ.R included in each circuit changes the magnitude of the active electric losses in the circuit, which leads to a change in the magnitude of the emf induced in it and, consequently, in the magnitude of the EMF absorption.

Одного слоя с контурами может быть не достаточно для получения необходимого поглощения ЭМВ. Для увеличения общего поглощения ЭМВ устройством, вдоль первого слоя располагают дополнительные слои с контурами. В устройстве с несколькими слоями каждый элементарный электрический контур вместе с УУ в каждом слое вносит свою долю в общие создаваемые устройством потери ЭМВ, а форма контуров и их расположение вдоль защищаемой поверхности объекта выбираются такими, чтобы падение ЭМВ на защищаемую поверхность было возможно только через все слои с контурами.A single layer with contours may not be enough to obtain the necessary absorption of electromagnetic waves. To increase the total absorption of EMW device, additional layers with contours are placed along the first layer. In a device with several layers, each elementary electric circuit together with the control unit in each layer contributes its share to the total EMF losses generated by the device, and the shape of the contours and their location along the protected surface of the object are selected so that the electromagnetic field can fall on the protected surface only through all layers with contours.

Поскольку проводники электрического контура и включенное в него управляемое активное сопротивление не обладают частотно-избирательными свойствами, то при неизменном сигнале управления они не искажает спектр прошедшей или отраженной ЭМВ.Since the conductors of the electric circuit and the controlled active resistance included in it do not have frequency-selective properties, with a constant control signal they do not distort the spectrum of the transmitted or reflected electromagnetic wave.

Включенное в электрический контур устройство управления может представлять собой управляемое переменное сопротивление малой мощности, выполненное, например, на основе Полевого Транзистора (ПТ). При изменении напряжения сигнала управления на затворе ПТ сопротивление в цепи «сток» - «исток», включенное в контур, может изменяться от единиц Ом до сотен мОм, управляя таким образом, в широких пределах поглощением ЭМВ в контуре.The control device included in the electric circuit can be a controlled variable resistance of low power, made, for example, on the basis of a Field Effect Transistor (PT). When the voltage of the control signal at the gate of the PT changes, the resistance in the drain – source circuit included in the circuit can vary from units of ohms to hundreds of megohms, thus controlling, over a wide range, the absorption of electromagnetic waves in the circuit.

Устройство управления емкостью УУ.С, включенное в каждый контур, предназначено для его настройки на частоту падающей ЭМВ. Такое устройство управления может быть реализовано, например, на основе тоннельного диода, варикапа или вариконда, изменяющих свою емкость под действием приложенного управляющего напряжения.The capacity control device УУ.С, included in each circuit, is intended for its tuning to the frequency of the incident EMW. Such a control device can be implemented, for example, based on a tunnel diode, varicap or varicond, changing its capacitance under the action of the applied control voltage.

Устройство управления согласованием волновых размеров контура УУ.Rсогл, предназначено для согласования волновых размеров контура с длиной падающей ЭМВ, см. Фиг. 7-12. В частности, волновые размеры контуров могут быть изменены к неотражающей ЭМВ антирезонансной длине волны, т.е. к ряду l,w=(2n-1)*λ/4, где n - число полуволн рабочей частоты ЭМВ, укладывающихся на линейных размерах формы контура l,w.The control device for matching the wave dimensions of the circuit УУ.Rсогл, is intended for matching the wave dimensions of the circuit with the length of the incident EMW, see Fig. 7-12. In particular, the wave dimensions of the contours can be changed to a nonreflective electromagnetic wave antiresonant wavelength, i.e. to the series l, w = (2n-1) * λ / 4, where n is the number of half-waves of the working frequency of the electromagnetic wave, laying on the linear dimensions of the shape of the contour l, w.

УУ.Rсогл может включаться, как общее, хотя бы в два электрических контура, см. Фиг. 7, Фиг. 10.U.R.sogl can be included as a common, at least in two electrical circuits, see Fig. 7, FIG. 10.

Нулевое общее для нескольких контуров активное сопротивление Rсогл = 0 делает их независимыми и раздельными с меньшими волновыми размерами, см. Фиг. 8, Фиг. 11.The zero common resistance for several circuits, Rsign = 0 makes them independent and separate with smaller wave sizes, see Fig. 8, FIG. eleven.

Бесконечно большое общее для двух и более контуров активное сопротивление Rсогл = ∞ соответствует разрыву связи контуров через такое сопротивление и увеличению волнового размера образовавшегося электрического контура за счет сложения волновых размеров исходных контуров, см. Фиг. 9, Фиг. 12.The infinitely large common resistance for two or more circuits, the resistivity Rcogl = ∞ corresponds to a break in the connection of the circuits through such a resistance and to an increase in the wave size of the formed electrical circuit due to the addition of the wave sizes of the initial circuits, see Fig. 9, FIG. 12.

Величина общего активного сопротивления Rсогл, отличная от своих крайних значений 0 или ∞, приводит к зависимости величины поглощения ЭМВ контуром и его волновыми размерами.The value of the total active resistance Rsocl, which differs from its extreme values of 0 or ∞, leads to a dependence of the magnitude of the absorption of the electromagnetic wave by the circuit and its wave dimensions.

В зависимости от способа включения устройства управления согласования волновых размеров контура УУ.Rсогл возможны два основных способа управления согласованием волновых размеров контуров: параллельный и последовательный.Depending on the method of switching on the control device for matching the wave sizes of the UU.Rconsign, two main ways of controlling the matching of the wave sizes of the contours are possible: parallel and serial.

При параллельном способе управления, изображенном на Фиг. 7, единственное общее сопротивление Rсогл включается в три и более контура.In the parallel control method shown in FIG. 7, the only common resistance Rcondition is included in three or more circuits.

Rсогл = 0 означает короткое замыкание этой связи контуров и образование группы независимых контуров с выбранными волновыми размерами, см. Фиг. 8.Rsign = 0 means a short circuit of this connection of circuits and the formation of a group of independent circuits with selected wave sizes, see Fig. 8.

Rсогл = ∞ означает разрыв связи контуров через общее сопротивление, приводящий к образованию группы взаимосвязанных контуров с различными волновыми размерами, большими, чем при Rсогл = 0, см. Фиг. 9.Rset = ∞ means breaking the connection of the circuits through the total resistance, leading to the formation of a group of interconnected circuits with different wave sizes larger than when Rset = 0, see Fig. 9.

При последовательном способе управления, изображенном на Фиг. 10, каждое общее сопротивление Rсогл включено только в два контура. Его короткое замыкание при Rсогл = 0, см. Фиг. 11, приводит к разделению соседних (смежных) контуров, а разрыв при Rсогл = ∞ - к объединению и увеличению волновых размеров этих контуров, см. Фиг. 12.In the sequential control method shown in FIG. 10, each common resistance Rcondition is included in only two circuits. Its short circuit at Rc = 0, see Fig. 11 leads to the separation of adjacent (adjacent) loops, and a break at Rsogl = ∞ leads to the unification and increase in the wave dimensions of these loops, see FIG. 12.

Для уменьшения числа волновых размеров контуров ряд их волновых размеров может быть выбран, исходя из возможности получения любого большего волнового размера с использованием минимального числа контуров меньшего волнового размера.To reduce the number of wave sizes of the contours, a number of their wave sizes can be selected based on the possibility of obtaining any larger wave size using the minimum number of circuits of a smaller wave size.

Устройство управления согласования волновых размеров контура УУ.Rсогл также, как и УУ.R, может быть выполнено, например, в виде переменного сопротивления малой мощности на основе полевого транзистора или на основе ключевого исполнительного элемента (тиристор, реле и т.д.), сопротивление которого может принимать два крайних значения: 0 или ∞.The control device for matching the wave dimensions of the UU.R circuit, as well as U.R, can be performed, for example, in the form of an alternating resistance of low power based on a field-effect transistor or on the basis of a key actuating element (thyristor, relay, etc.), whose resistance can take two extreme values: 0 or ∞.

Радиоэлементы устройства управления УУ.Rсогл могут располагаться в вырезах, сделанных для них в покрытии; вдоль боковой поверхности покрытия; на выносных площадках под или над покрытием. Радиоэлементы могут соединяться с плоскими проводниками контуров электропроводящим клеем.Radio elements of the control unit UU.Rsogl can be located in the cutouts made for them in the coating; along the side surface of the coating; on remote sites under or above the surface. The radioelements can be connected to the flat conductors of the circuits by an electrically conductive adhesive.

Число линий управляющих сигналов выбора адреса контуров и управляющих сигналов на УУ.R, УУ.С и УУ.Rсогл может быть сокращено при использовании цифровой линии управления.The number of control signal lines for selecting the address of the circuits and control signals on the УУ.R, УУ.С and УУ.Rсогл can be reduced by using a digital control line.

Устройства управления должны иметь малые волновые размеры, что может быть достигнуто при использовании специализированной БИС, содержащей все радиоэлементы устройства управления.Control devices should have small wave sizes, which can be achieved using a specialized LSI containing all the radio elements of the control device.

Проводники-индуктивности электрических контуров изготавливают из материала, обладающего малым активным сопротивлением, например, из серебра, меди, алюминия, при необходимости - с увеличенной толщиной, что позволит расширить диапазон регулирования поглощения контура устройством управления. Проводники можно выполнять напылением металлом непосредственно на диэлектрической поверхности, на диэлектрической пленке с адгезионным покрытием, а также нанесением рисунка через маску или трафарет электропроводящей краской или пастой.Conductors-inductances of electrical circuits are made of a material with a low active resistance, for example, silver, copper, aluminum, and, if necessary, with an increased thickness, which will expand the range of regulation of the absorption of the circuit by the control device. Conductors can be sprayed with metal directly on a dielectric surface, on a dielectric film with an adhesive coating, as well as by drawing through a mask or stencil with electrically conductive paint or paste.

Контуры изготавливают в виде плоских проводников-дорожек в виде круглой или квадратной спирали, меандра и т.д. с формой, в общем случае имеющей большие волновые размеры, см. Фиг. 1-4. Это делает контуры отражающими (заметными) для ЭМВ в рабочем диапазоне частот устройства.The contours are made in the form of flat conductors paths in the form of a round or square spiral, meander, etc. with a shape generally having large wave dimensions, see FIG. 1-4. This makes the contours reflective (noticeable) for EMW in the operating frequency range of the device.

Для получения большего поглощения ЭМВ контуры с одинаковой формой в соседних слоях могут быть смещены один относительно другого так, чтобы ЭМВ пересекала возможно большее их число с любого направления своего падения. С этой же целью, формы контуров и ширина их проводников могут быть выбраны различными в разных слоях. Электроизолирующие зазоры между проводниками как внутри формы каждого контура, так и между соседними контурами должны иметь малый волновой размер в рабочем диапазоне частот.To obtain greater absorption of electromagnetic waves, the contours with the same shape in neighboring layers can be shifted one relative to another so that the electromagnetic waves intersect as many of them as possible from any direction of their fall. For the same purpose, the shape of the contours and the width of their conductors can be selected different in different layers. The electrical insulating gaps between the conductors, both inside the shape of each circuit and between adjacent circuits, must have a small wave size in the operating frequency range.

На проводники электрических контуров может наноситься покрытие, например, ферромагнитное. Если такое покрытие обладает малыми потерями, то оно усиливает чувствительность (индуктивность) контура к падающим на него ЭМВ. Если же потери ферромагнитного покрытия велики, то они суммируются с потерями в контуре, создаваемыми активным сопротивлением устройства управления, и вносят дополнительное затухание в отраженную ЭМВ.Conductors of electrical circuits can be coated, for example, ferromagnetic. If such a coating has low losses, then it enhances the sensitivity (inductance) of the circuit to EMW falling on it. If the losses of the ferromagnetic coating are large, then they are summed up with the losses in the circuit created by the active resistance of the control device and introduce additional attenuation into the reflected electromagnetic wave.

Все или некоторые контуры могут иметь общие точки соединения сигналов. При этом такие электрические проводники, например, как линии управления, соединения общих точек контуров и проводники питания УУ, могут быть расположены в отдельных слоях.All or some of the circuits may have common signal connection points. At the same time, such electrical conductors, for example, as control lines, connections of common points of circuits and power conductors UU, can be located in separate layers.

Все или некоторые УУ также могут иметь общие точки соединения, например, для подключения электрического питания.All or some UUs may also have common connection points, for example, for connecting electrical power.

В отраженный от защищаемой поверхности сигнал может быть внесена поляризация, см. Фиг. 5. Для этого один размер формы контура - длину l, выполняют с большими волновыми размерами, т.е. l≥λ/4, а другой - ширину w - с малыми, т.е. w<<λ/4. В поляризованной падающей ЭМВ форма контура с большими волновыми размерами будет создавать больший отраженный сигнал, чем форма с малыми волновыми размерами.A signal can be introduced into the signal reflected from the surface to be protected, see FIG. 5. For this, one size of the shape of the contour - the length l, is performed with large wave sizes, ie l≥λ / 4, and the other, the width w, is small, i.e. w << λ / 4. In a polarized incident EME, the shape of the contour with large wave sizes will produce a larger reflected signal than the shape with small wave sizes.

Форма некоторых контуров своим большим волновым размером может образовывать плоский угол, например, ортогональный, см. Фиг. 6. Такая форма имеет две диаграммы направленности отражения, совпадающие с двумя направлениями падения поляризованной ЭМВ.The shape of some contours with their large wave size can form a flat angle, for example, orthogonal, see FIG. 6. This form has two reflection patterns that coincide with the two directions of incidence of the polarized electromagnetic wave.

Несколько контуров, каждый - с одним большим волновым размером, могут быть ориентированы ими однонаправлено и образовывать плоскую антенную решетку. Диаграммы направленности отраженных сигналов от такой плоской решетки контуров суммируются, а чувствительность контуров к поляризованным волнам повышается.Several contours, each with one large wave size, can be oriented unidirectionally by them and form a flat antenna array. The radiation patterns of the reflected signals from such a planar array of contours are added up, and the sensitivity of the circuits to polarized waves increases.

Поляризация отраженной ЭМВ может быть произвольным образом изменена. Для этого хотя бы три плоских контура, каждый из которых имеет один большой волновой размер формы, необходимо сориентировать такими размерами под углом один к другому, например, ортогонально, см. Фиг. 13.The polarization of the reflected electromagnetic wave can be arbitrarily changed. For this, at least three planar contours, each of which has one large wave shape size, must be oriented with such dimensions at an angle to one another, for example, orthogonally, see FIG. 13.

Три отраженных сигнала с этих контуров, соответствующие трем ортогональным векторам, определяют поляризацию отраженной ЭМВ, а результирующий вектор, образованный этими векторами, даст направление на максимум диаграммы направленности отраженного сигнала.Three reflected signals from these circuits, corresponding to three orthogonal vectors, determine the polarization of the reflected electromagnetic wave, and the resulting vector formed by these vectors will give direction to the maximum radiation pattern of the reflected signal.

По сигналам на устройства управления поглощение на любом из трех ортогональных размеров формы может быть выбрано таким, чтобы результирующая трехмерного вектора поглощения имела заданное направление.From the signals to the control devices, the absorption at any of the three orthogonal sizes of the shape can be chosen so that the resulting three-dimensional absorption vector has a given direction.

В этом случае, поляризация отраженной ЭМВ может быть выбрана максимальной в любом выбранном направлении, независимо от поляризации падающей ЭМВ.In this case, the polarization of the reflected electromagnetic wave can be selected maximum in any selected direction, regardless of the polarization of the incident electromagnetic wave.

С помощью УУ можно фрагментировать ЭМВ, отраженные от защищаемой поверхности объекта, см. Фиг. 14. Для этого на его обращенной к источнику ЭМВ защищаемой поверхности выбором сигналов управления смежных контуров создается, например, пересекающий эту поверхность фрагмент Б с пониженным отражением ЭМВ и делящий всю отражающую поверхность на два фрагмента А и В заданной формы и площади. По отраженным сигналам ЭМВ такой защищаемый объект будет восприниматься, как два отдельных объекта А и В, величиной отражения которых можно управлять независимо.With the help of UE, it is possible to fragment EMW reflected from the protected surface of the object, see Fig. 14. For this purpose, on its protected surface facing the EMW source, by choosing the control signals of adjacent contours, for example, a fragment B intersecting this surface with reduced EMF reflection and dividing the entire reflecting surface into two fragments A and B of a given shape and area is created. According to the reflected electromagnetic signals, such a protected object will be perceived as two separate objects A and B, the reflection value of which can be controlled independently.

С помощью УУ можно искажать спектр отраженного сигнала на всей защищаемой поверхности объекта или ее фрагментах, например, А и В на Фиг. 14. Для этого на линии управления УУ.R контуров этих фрагментов подается модулирующий сигнал со спектром, удовлетворяющим требованиям эффективности искажения.With the help of UE, it is possible to distort the spectrum of the reflected signal on the entire protected surface of the object or its fragments, for example, A and B in FIG. 14. For this, a control signal with a spectrum satisfying the requirements of distortion efficiency is supplied to the control line of the U.R. of the contours of these fragments.

С помощью УУ можно искажать фазу отраженного сигнала от всей или отдельных частей поверхности защищаемого объекта. Для этого на линии управления УУ соответствующих контуров подается сигнал с периодом, совпадающим с периодом падающей ЭМВ, но изменяющий ее поглощение на части периода сигнала отраженной ЭМВ, например, на переднем фронте отраженной ЭМВ, согласно выбранному алгоритму управления (периодичности) создаваемой помехи.With the help of the UE, it is possible to distort the phase of the reflected signal from all or individual parts of the surface of the protected object. For this, a signal with a period coinciding with the period of the incident electromagnetic wave but changing its absorption on a part of the signal period of the reflected electromagnetic wave, for example, at the leading edge of the reflected electromagnetic wave, for example, according to the selected control algorithm (periodicity) of the generated interference, is applied to the control line of the control unit of the corresponding loops.

Устройство может использоваться как для экранирования объекта, располагаясь как перед его защищаемой поверхностью, так и для уменьшения отражения объекта, будучи закреплено на его защищаемой поверхности.The device can be used both for shielding an object, located both in front of its protected surface, and to reduce the reflection of the object, being fixed on its protected surface.

Для увеличения поглощения ЭМВ на отдельных частотах рабочего диапазона, устройство может быть расположено от защищаемой поверхности на расстоянии, кратном

Figure 00000001
,
Figure 00000002
и т.д. длины волны. В этом случае, устройство позволяет внести потери как в падающую на него прямую ЭМВ, так и в пришедшую на обратную его сторону отраженную волну от защищаемой поверхности объекта.To increase the absorption of electromagnetic waves at individual frequencies of the operating range, the device can be located from the surface to be protected at a distance multiple of
Figure 00000001
,
Figure 00000002
etc. wavelengths. In this case, the device allows you to make losses both in the direct EMW incident on it, and in the reflected wave that came to its opposite side from the protected surface of the object.

Claims (18)

1. Устройство для активного управления отраженным радиоизлучением, содержащее находящиеся в переменном электромагнитном поле электрические контуры, отличающееся тем, что электрические контуры выполнены с плоскими проводниками, расположенными хотя бы в одном слое, причем в цепи электрических контуров включены устройства управления активным сопротивлением и емкостью.1. Device for active control of reflected radio emission, containing electrical circuits in an alternating electromagnetic field, characterized in that the electrical circuits are made with flat conductors located in at least one layer, and resistance control and capacitance control devices are included in the circuit of the electrical circuits. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые электрические контуры выполнены из материала с малыми активными потерями.2. The device according to claim 1, characterized in that at least some of the electrical circuits are made of material with low active losses. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые электрические контуры отличаются от других контуров толщиной своих проводников.3. The device according to claim 1, characterized in that at least some of the electrical circuits differ from other circuits in the thickness of their conductors. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые электрические контуры отличаются от других контуров своей формой.4. The device according to claim 1, characterized in that at least some of the electrical circuits differ from other circuits in their shape. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что взаимные проекции форм хотя бы некоторых электрических контуров в различных слоях не совпадают между собой.5. The device according to claim 1, characterized in that the mutual projections of the forms of at least some of the electrical circuits in different layers do not coincide. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые электрические контуры отличаются от других контуров шириной своих проводников.6. The device according to claim 1, characterized in that at least some of the electrical circuits differ from other circuits in the width of their conductors. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые электрические контуры изготовлены из материала, отличающегося от материала других контуров.7. The device according to claim 1, characterized in that at least some of the electrical circuits are made of a material different from the material of other circuits. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые проводники электрических контуров имеют электропроводящие покрытия из материалов, отличающихся от материала проводников других электрических контуров.8. The device according to p. 1, characterized in that at least some of the conductors of the electrical circuits have conductive coatings of materials different from the material of the conductors of other electrical circuits. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые электрические контуры имеют общие электрические точки соединения.9. The device according to claim 1, characterized in that at least some of the electrical circuits have common electrical connection points. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые контуры имеют форму с одним большим волновым размером.10. The device according to p. 1, characterized in that at least some of the contours are shaped with one large wave size. 11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что форма хотя бы некоторых контуров образует плоский угол.11. The device according to p. 10, characterized in that the shape of at least some of the contours forms a flat angle. 12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что хотя бы два контура большими волновыми размерами своей формы расположены под углом между собой.12. The device according to p. 10, characterized in that at least two circuits with large wave dimensions of their shape are located at an angle between each other. 13. Устройство по пп. 10, 11, 12, отличающееся тем, что большие волновые размеры формы хотя бы у некоторых контуров ориентированы в одном направлении и образуют плоскую решетку.13. The device according to paragraphs. 10, 11, 12, characterized in that the large wave dimensions of the shape of at least some of the contours are oriented in the same direction and form a flat lattice. 14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые электрические контуры соединены между собой через общие для них устройства управления активным сопротивлением.14. The device according to claim 1, characterized in that at least some of the electrical circuits are interconnected via common resistance control devices. 15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы некоторые линии управления устройств управления расположены в отдельных электроизоляционных слоях.15. The device according to claim 1, characterized in that at least some control lines of the control devices are located in separate electrical insulating layers. 16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сигналы управления, подаваемые на устройство управления, модулируют величину поглощения отраженной электромагнитной волны.16. The device according to claim 1, characterized in that the control signals supplied to the control device modulate the absorption value of the reflected electromagnetic wave. 17. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сигналы управления, подаваемые на устройство управления, модулируют фазу отраженной электромагнитной волны.17. The device according to claim 1, characterized in that the control signals supplied to the control device modulate the phase of the reflected electromagnetic wave. 18. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что одинаковое поглощение создается хотя бы двумя соседними электрическими контурами.18. The device according to claim 1, characterized in that the same absorption is created by at least two adjacent electrical circuits.
RU2016114082A 2016-04-12 2016-04-12 Device for active control by reflected radio emission RU2627973C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114082A RU2627973C1 (en) 2016-04-12 2016-04-12 Device for active control by reflected radio emission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114082A RU2627973C1 (en) 2016-04-12 2016-04-12 Device for active control by reflected radio emission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2627973C1 true RU2627973C1 (en) 2017-08-14

Family

ID=59641841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016114082A RU2627973C1 (en) 2016-04-12 2016-04-12 Device for active control by reflected radio emission

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2627973C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3631492A (en) * 1968-10-09 1971-12-28 Kunihiro Suetake Multilayer wave absorbing wall
RU2110122C1 (en) * 1997-03-11 1998-04-27 Юрий Константинович Александров Superwide-band electromagnetic wave absorber
RU2340054C1 (en) * 2007-10-17 2008-11-27 Юрий Константинович Александров Electromagnetic wave absorber
RU2400883C1 (en) * 2009-11-17 2010-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Electromagnetic wave absorber

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3631492A (en) * 1968-10-09 1971-12-28 Kunihiro Suetake Multilayer wave absorbing wall
RU2110122C1 (en) * 1997-03-11 1998-04-27 Юрий Константинович Александров Superwide-band electromagnetic wave absorber
RU2340054C1 (en) * 2007-10-17 2008-11-27 Юрий Константинович Александров Electromagnetic wave absorber
RU2400883C1 (en) * 2009-11-17 2010-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Electromagnetic wave absorber

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dewan et al. Artificial magnetic conductor for various antenna applications: An overview
Amiri et al. Analysis, design, and measurements of circularly symmetric high-impedance surfaces for loop antenna applications
EP2019447B1 (en) Electromagnetic screen
US8106850B1 (en) Adaptive spectral surface
AU774446B2 (en) Antenna arrangements
CA2430795A1 (en) Planar metamaterials for controlling and guiding electromagnetic radiation and applications therefor
Shaw et al. Broadside scanning fixed frequency LWA with simultaneous electronic control of beam angle and beamwidth
Hadidi et al. Aperture field and circuit parameters of cavity-backed slot radiator
Rahim et al. Design of X-band frequency selective surface (FSS) with band pass characteristics based on miniaturized unit cell
JP6663607B2 (en) Waveform selection metasurface
RU2627973C1 (en) Device for active control by reflected radio emission
Xue et al. Wideband pulse responses of fractal monopole antennas under the impact of an EMP
Gupta et al. Planar antenna design on the characteristics of Moore fractal-based high impedance surface
RU2594947C1 (en) Metamaterial
Kotsuka et al. Novel right-handed metamaterial based on the concept of “autonomous control system of living cells” and its absorber applications
WO2003047030A1 (en) Multiband or broadband frequency selective surface
JP7425868B2 (en) electromagnetic band gap structure
Ghosh et al. A polarization-independent single band switchable metamaterial absorber
RU2403658C2 (en) Device for radio camouflage of reflecting surfaces
Nauman et al. A miniaturized dual-band stop frequency selective surface for 900 MHz and 1800 MHz bands shielding
Mattiello et al. Analysis and characterization of finite-size curved frequency selective surfaces
KR20120070498A (en) Multi resonant artificial magnetic conductor and antenna comprising it
Garg et al. A novel polarization independent triple bandstop frequency selective surface for the mobile and wireless communication
Maslovski et al. Analytical and numerical modeling of reconfigurable beamforming metasurfaces
Long et al. Dispersion-reduced high impedance surface loaded with non-Foster impedances

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180413

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190506