СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНЫХ ДИАГРАММ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ ОТ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ЦЕЛИ
STAND FOR MEASURING AMPLITUDE BACK-SCATTERING DIAGRAMS FROM RADAR TARGET

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния авиационного турбореактивного двигателя.
Под диаграммой обратного рассеяния радиолокационного объекта понимается зависимость величины эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) от угла падения плоской электромагнитной волны (определенной частоты и поляризации) на радиолокационный объект в случае моностатической локации при определенном угле места цели и ее вращении в азимутальной плоскости, в то время как радар, излучающий и принимающий электромагнитную волну, неподвижен. Параметрами рассеянной радиолокационным объектом электромагнитной волны являются амплитуда и фаза. Амплитуда рассеянной радиолокационным объектом электромагнитной волны определяет ЭПР объекта. ЭПР - величина, характеризующая радиолокационную заметность объекта, то есть дальность и вероятность его обнаружения радаром. В военном деле стремятся уменьшить ЭПР объектов техники, чтобы они были менее заметны для радаров противника.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является стенд для измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния крупногабаритных объектов, содержащий вращающуюся платформу, приемное устройство радиолокационной станции, передающее устройство радиолокационной станции, регистрирующее устройство, измеритель углового положения платформы, переднюю и по крайней мере одну заднюю стойки с размещенным на них объектом исследования. Для получения амплитудных диаграмм обратного рассеяния стойки с размещенным на них исследуемым объектом устанавливают на закрытой радиопоглощающим материалом металлической площадке в виде усеченного конуса. Площадка в свою очередь размещена на вращающейся платформе. Зондирующие сигналы измерительной радиолокационной станции на фиксированной частоте определенной поляризации отражаются от объекта и поступают на приемное устройство радиолокационной станции, с выхода которого передаются на регистрирующее устройство, выдающее графики круговых амплитудных диаграмм обратного рассеяния /RU 2311651 С1, G01R 29/10, 27.11.2007/.
Однако в случае исследования авиационного турбореактивного двигателя размещение его на плоской площадке известного стенда приведет к его механической деформации. Зафиксировать авиационный турбореактивный двигатель на известной вращающейся платформе также не представляется возможным. Известный стенд не позволяет обеспечить требуемую высоту исследуемого объекта над подстилающей поверхностью, что снижает точность измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния вследствие влияния помеховых радиолокационных сигналов. Кроме того, известный стенд не позволяет обеспечить наклон исследуемого объекта по отношению к платформе, что делает невозможным измерение диаграмм обратного рассеяния объекта при угле места объекта, отличном от 0°.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности измерения диаграмм обратного рассеяния радиолокационного объекта, проведение измерений при различных углах места объекта.
Ожидаемый технический результат заключается в измерении амплитудных характеристик авиационного турбореактивного двигателя с точностью 1 дБ при различных углах места, расширении спектра исследования цели и приближении к реальным условиям.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что известный стенд для измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния радиолокационной цели, содержащий поворотную платформу, приемное, передающее и регистрирующее устройства радиолокационной станции, измеритель углового положения платформы, переднюю и по крайней мере одну заднюю стойки с размещенным на них объектом исследования согласно предложению для исследования авиационных турбореактивных двигателей стойки размещены на платформе, при этом передняя стойка выполнена в виде пилона оживальной формы высотой не менее 1,5 м со средством крепления, выполненным в виде опорного желоба под исследуемый турбореактивный двигатель со штатными средствами зацепления, задняя стойка размещена соосно с передней стойкой в упор к исследуемому двигателю, при этом платформа, стойки и средство крепления полностью закрыты радиопоглощающим материалом с коэффициентом отражения электромагнитного излучения на металлической поверхности не более -20 дБ в исследуемом диапазоне частот радиолокационной станции. Задняя стойка может быть выполнена в виде домкрата и установлена с возможностью регулирования угла наклона исследуемого двигателя к платформе.
Одним из основных условий проведения измерений ЭПР объектов с необходимой точностью на радиолокационных измерительных комплексах открытого типа является обеспечение однородности падающего электромагнитного поля как по амплитуде, так и по фазе. Основным фактором, непосредственно влияющим на точность измерений, являются переотражения электромагнитной волны от земной подстилающей поверхности, искажающие структуру поля в области исследуемого объекта. Переотражения от подстилающей поверхности приводят к изрезанности главного луча диаграммы направленности передающей антенны по углу места и, следовательно, к пространственным неоднородностям амплитудно-фазового распределения поля. При незначительном перемещении исследуемого объекта в процессе вращения появляется амплитудная модуляция сигналов, приводящая к дополнительной погрешности измерений. Кроме того, переотраженный земной поверхностью луч является синхронной коррелированной помехой, существенно уменьшающей энергетическое отношение сигнал/шум. Указанные факторы могут приводить к увеличению максимальной погрешности измерения ЭПР до 6 …8 дБ.
В предложенном стенде стойки в виде пилона и домкрата обеспечивают установку исследуемого авиационного турбореактивного двигателя на высоту не менее 1,5 м. При установке авиационного турбореактивного двигателя на высоте над платформой менее чем 1,5 м возможны взаимные переотражения между поворотной платформой и двигателем, в результате чего в приемное устройство радиолокационной станции могут попасть помеховые электромагнитные сигналы от платформы. Это уменьшает точность измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния авиационного турбореактивного двигателя. Выполнение задней стойки в виде домкрата дополнительно обеспечивает возможность регулирования угла наклона двигателя по отношению к платформе, что позволяет измерять его амплитудные характеристики при различных углах места.
Электромагнитный фон стоек, средства крепления и платформы могут влиять на качество измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния. Для обеспечения достаточно малого электромагнитного фона стоек средства крепления и платформы они полностью укрыты радиопоглощающим материалом. При этом коэффициент отражения электромагнитного излучения радиопоглощающего материала на металлической поверхности должен составлять значение, характерное для современных образцов радиопоглощающих материалов, не более - 20 дБ в рабочем диапазоне частот радиолокационной станции. При большем значении коэффициента отражения радиопоглощающего материала пилон и домкрат могут значительно отражать электромагнитное излучение в приемное устройство радиолокационной станции и тем самым уменьшать точность измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния. Кроме того, выполнение пилона ожевальной формы также способствует снижению обратного отражения электромагнитной волны от пилона.
Выполнение крепления двигателя в виде опорного желоба обеспечивает надежное крепление исследуемого двигателя на пилоне с применением только штатных средств зацепления.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого стенда:
1 - поворотная платформа, 2 - радиолокационная станция (включает передающее, приемное и регистрирующее устройства), 3 - пилон (передняя стойка), 4 - опорный желоб, 5 - домкрат (задняя стойка), 6 - радиопоглощающий материал, 7 - авиационный турбореактивный двигатель, 8 - штатные средства зацепления.
Предлагаемый стенд работает следующим образом.
Турбореактивный авиационный двигатель 7 типа 117-09 закрепляют в опорном желобе 4 пилона 3 посредством штатных креплений 8. Ось двигателя 7 находится на высоте 2 м над поворотной платформой 1. С помощью домкрата 5 выставляют угол 0° между осью симметрии двигателя 7 и платформой 1. Пилон 3 и домкрат 5 полностью закрыты защитным радиопоглощающим материалом 6 РАН-68 с коэффициентом отражения электромагнитного излучения на металлической поверхности не более -25 дБ в рабочем диапазоне частот радиолокационной станции. Характеристики радиопоглощающего материала РАН-68 приведены в таблице. Платформу 1 приводят во вращение с частотой 0,1%, включают измеритель углового положения платформы. Зондирующие сигналы измерительной радиолокационной станции 2 на фиксированной частоте и определенной поляризации отражаются от турбореактивного двигателя 7 и поступают на приемное устройство радиолокационной станции 2, с выхода которого передаются на регистрирующее устройство. Регистрирующее устройство выдает графики амплитудных диаграмм обратного рассеяния турбореактивного двигателя на заданной частоте.
2
Предлагаемый стенд позволяет проводить измерения амплитудных диаграмм обратного рассеяния авиационных турбореактивных двигателей по различным углам места (в том числе и отличных от 0°) без демонтажа двигателя и конструктивных доработок пилона и средств крепления двигателя, что снижает трудовые и финансовые затраты и повышает точность получаемых результатов. Предлагаемый стенд также позволяет обеспечить погрешность измерений ЭПР (для ЭПР≥1 м) с вероятностью 0,95 не более 1 дБ.
Таблица