СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-9

В ВЕДЕНИЕ Разработки бортовых и наземных антенн, укрытых обтекателем, в насто ящее время невозможны без исполь зования современных технологий проектирования, учитывающих раз нообразную топологию структуры, включая возможности синтеза и опти мизации формы обтекателя и взаим ное расположение обтекателя и антен ной системы. Основными задачами проектирова ния обтекателя является обеспечение высокой радиопрозрачности, сохра нение формы и ориентации диаграм мы направленности антенны при всех углах сканирования. Например, само лётные антенные обтекатели должны обеспечить высокую прозрачность для радиоизлучения в угловом диа пазоне ±85 ° от носового направления на обтекатель, одновременно являясь частью силового корпуса фюзеля жа. Даже качественно выполненные обтекатели уменьшают дальность действия антенных систем, поскольку коэффициент радиопрозрачности находится в пределах 0,7…0,85, а угло вые ошибки определения направле ния на цель достигают десятков угло вых минут. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 60 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2011 При проектировании обтекателей требуется учёт элементов силовых конструкций на обтекателе и аэро динамических требований к форме обтекателя [1, 2]. Необходимость совпа дения поверхности обтекателя с об водами самолёта, наличие силовых элементов на поверхности обтекателя приводят к искажению диаграммы направленности [3]. Поскольку обте катель находится в ближней зоне по отношению к размерам антенны, на ибольшие изменения диаграммы про являются в области боковых лепест ков, что связано с влиянием обтекате ля на распределение поля в апертуре антенны. Электродинамические модели обте кателей должны предусматривать воз можность расчёта их характеристик в широкой полосе частот, обеспечивая требования малой радиолокационной заметности. Основной вклад в эффек тивную поверхность рассеяния (ЭПР) вносят зеркальные отражения элек тромагнитных волн от поверхности обтекателя, рассеяния волн на оконеч ности обтекателя большой кривизны («носике»), возбуждение поверхност ной волнына диэлектрической стенке и её отражения от неоднородностей материала, стыков, сочленения обте кателя и металлического корпуса. Как указано в [2], наибольшие значения ЭПР имеют место, когда «блестящая» точка на поверхности обтекателя на ходится в области её малой кривизны при нормальном падении волны на носовую часть обтекателя. За счёт на рушения электрической однороднос ти в местах соединения материала обтекателя с корпусом самолёта обра зуются «блестящие» точки с уровнем ЭПР 0,1…1 м 2 . Это совершенно непри емлемо для летательных аппаратов пя того поколения, для которых уровень ЭПР должен находиться в пределах 0,01…0,1 м 2 . Кроме того, электродина мические модели обтекателей должны предусматривать возможность расчёта их характеристик в широкой полосе частот, обеспечивая требования малой радиолокационной заметности. В работах [3–10] рассмотрены раз личные подходы к моделированию частных случаев антенн, укрытых об текателем. В качестве метода решения использованы конечно разностный метод [2], метод физической оптики [10] и метод моментов. Особое внима ние уделено расхождению диаграмм направленности антенны с обтекате лем в носовой части обтекателя. Алгоритмы, применяемые для ана лиза характеристик модели, базируют ся на методах геометрической оптики без учёта многократных отражений от стенки обтекателя. Данный подход мо жет быть адаптирован для любого типа антенны, при любом способе скани рования лучом, для любой поверхнос ти обтекателя, образующая (обвод) ко Моделирование системы антенна – обтекатель в пакете программ FEKO Наталья Кисель В статье приведены результаты моделирования характеристик антенны, укрытой обтекателем. Представлены численные результаты, полученные с помощью специализированного программного продукта FEKO, который предназначен для электромагнитного моделирования СВЧ#техники. Метод решения, положенный в основу этого пакета, позволяет эффективно оптимизировать структуры больших электрических размеров. Рис. 1. Этапы моделирования системы антенного обтекателя в пакете программ FEKO Рис. 2. Моделирование системы антенна – обтекатель в пакете программ FEKO © СТА-ПРЕСС