Ольшевський А Л, Попель В М, Костенко Г А

Державне конструкторське бюро «Південне» імені М К Янгеля вул Криворізька, 3, м Дніпропетровськ, 49008, Україна тел . +38 (0562) 384793, e-mail: dk@dniprokosmosdpua Овсяников В В

Дніпропетровський національний університет вул Наукова, 13, корп 12, м Дніпропетровськ, 49050, Україна тел: +38 (056) 7769092, e-mail: ovsyan_viktor@mailru

Анотація – Наведено результати застосування нової методики експериментальної оцінки радіопоглинаючих матеріалів для безлунна камер Методика заснована на застосуванні еліптичного відбивача великих розмірів в поєднанні з традиційними методами вимірювання коефіцієнтів відбиття і електромагнітних полів розсіювання

I Введення

Однією з актуальних проблем експериментальної відпрацювання антен космічних апаратів (КА) є створення компактних антенних полігонів (КАП) невеликих розмірів, що розміщуються всередині приміщень з нормальними умовами для обслуговуючого персоналу та апаратури [1] Внутрішня поверхня КАП з розміщеним всередині колімаційного дзеркалом, випробуваної антеною та іншою апаратурою та обладнанням покривається радиопоглощающую покриттям (РПП) Це необхідно для зниження до мінімуму рівнів взаємовпливу між антенами і паразитних перевідбиттів між стінами КАП в робочих діапазонах надвисоких частот (НВЧ) і, отже, для забезпечення необхідної високої точності проведених вимірювань

У звязку з тим, що на практиці РПП виготовляється з окремих пластин (секцій), якими потім покривається КАП зсередини, необхідно розглядати два етапи випробувань КАП, а саме, – автономні дослідження поглинаючих властивостей окремих пластин РПП і – комплексні дослідження рівнів відбитого електромагнітного поля і «безлунна» зон всередині КАП, покритого цими пластинами Розглянемо результати першого етапу випробувань

II                              Основна частина

Автономні дослідження коефіцієнтів відбиття окремих радіопоглинаючих секцій КАП в частотному діапазоні виконуються на спеціальному стенді (рис1) При цьому вимірюються дзеркальні коефіцієнти відображення і електромагнітні поля розсіювання [2-4] Стенд включає СВЧ генератор 1, вихід якого зєднаний з передавальною антеною 2, відбивач 3, утворений частиною внутрішньої поверхні еліпсоїда обертання При калібруванні в першому фокусі еліпсоїда розташований плоский металевий відбивач (еталонний відбивач), а при вимірах – досліджуваний матеріал

4 Приймальна антена 5 навантажена на вимірювальний приймач 6 Антени 2 і 5 розташовані в площині, перпендикулярній великої осі еліпсоїда і встановлені з можливістю обертання навколо неї, при цьому вони звернені до поверхонь відбивача 3, розташованим навпроти досліджуваного матеріалу (або еталонного відбивача) 4, а їх осі проходять через другий фокус еліпсоїда Відбивач 3 являє собою вирізку з внутрішньої поверхні еліпсоїда обертання, обмежену площиною, що проходить через велику вісь еліпсоїда, а також двома паралельними площинами, перпендикулярними великої осі еліпсоїда, одна з яких проходить через малу вісь еліпсоїда а інша відстоїть від неї на деякій відстані Площа еліптичного відбивача 3 складає близько 140 м ^ Стенд (рис1) дозволяє реалізувати вимірювання в діапазоні СВЧ модулів дзеркальних коефіцієнтів відбиття в діапазоні кутів падання 15 .. 80 градусів при ТЕ і ТМ – поляризаціях падаючої хвилі, а також вимірювання відносного розподілу розсіяного поля при фіксованих кутах падіння 0 .. 80 градусів і кутах прийому ± 80 шляхом кутового переміщення передавальної і приймальної антен по напрямних Застосування еліптичного відбивача 3 в поєднанні з традиційними схемами вимірювань дозволяє підвищити точність оцінки і збільшити динамічний діапазон

Рис 1 1 – мікрохвильовий генератор: 2 – передавальна антена 3 – еліптичний відбивач: 4 – досліджуваний матеріал (еталонний відбивач): 5 – приймальна антена: 6 – вимірювальний приймач

Fig 1 1- microwave generator: 2- transmitting antenna: 3- elliptic mirror: 4- material under research (standard mirror): 5- receiving antenna: 6 – measuring receiver

При вимірах дзеркальних коефіцієнтів відбиття, на передбачуване місце досліджуваного матеріалу 4 (рис 1) встановлюється еталонний відбивач, наприклад, металевий лист, розмір якого дорівнює розміру досліджуваного матеріалу, модуль коефіцієнта відбиття від якого приймається за 1 Далі проводиться вимір кутової залежності потужності сигналу, відбитого від еталонного відбивача ^ ι (θ) при заданій поляризації падаючої хвилі (ТЕ-або ТМ) в дБ, використовуючи атенюатор і індикатор вимірювального приймача 6 Потім замість еталонного відбивача встановлюється досліджуваний матеріал 4 і виробляється таким же чином вимір кутової залежності потужності сигналу, відбитого від досліджуваного матеріалу А2 (Θ) Після цього обчислюється кутова залежність модуля дзеркального коефіцієнта відбиття від досліджуваного матеріалу R (Q) при заданих поляризаціях падаючої і відбитої хвиль за формулою

Кф) = Α ^ (θ)-Л (0), ДБ (1)

При вимірах електромагнітних полів розсіювання передавальна антена встановлюється в положення, відповідне куту падіння падаючої хвилі Θ] і проводиться вимір кутової залежності потужності сигналу, розсіяного досліджуваним матеріалом Α ^ (φ) при заданій поляризації падаючої хвилі в дБ, використовуючи атенюатор і індикатор вимірювального приймача 6 Після цього обчислюється відносне поле розсіювання досліджуваного матеріалу при заданих поляризаціях падаючої і розсіяної хвиль за формулою

/ (Φ) = ^ з (ф)-Л (0), ДБ (2)

При вимірах використовуються звичайні СВЧ-генератори і вимірювальні приймачі Як передавальної і приймальної антен – стандартні вимірювальні антени

III Висновок

Застосування викладеної методики дозволило отримати нові результати за характеристиками широкодиапазонного поглинача типу «Універсал» в частотному діапазоні 1-5 ГГц При цьому модулі дзеркальних коефіцієнтів відображення змінюються в межах – 6 .. -56 дБ, а електромагнітні поля розсіювання – в межах -15 .. – 60дБ в широкому діапазоні кутів Θ, φ

Автори висловлюють подяку Ю К Александрову, В М Хохлова (м Москва, Росія) за цінні поради та консультації при спільному проведенні робіт

IV                           Список літератури

[1] Овсяников В В, Попель В М, Ольшевський А П, По-пель П В Компактний антенний полігон для експериментального відпрацювання антен космічних апаратів Космічна наука і технологія, 2004, 10, Νο1, с 85-91

[2] Алімін Б Ф Техніка вимірювань коефіцієнтів відбиття поглиначів електромагнітних хвиль: Огляд – Зарубіжна радіоелектроніка, 1977, № 2, с88 -110

[3] Майзельс Є Н, торгівля В А Вимірювання характеристик розсіювання радіолокаційних цілей – М: Сов радіо, 1972 – 232 с

[4] ОСТ 92-4740-86 Матеріали радіопоглащающіе для безлунна камер Метод вимірювання коефіцієнта відбиття в діапазоні кутів падіння електромагнітної хвилі

ABSORBING PROPERTIES OF SEPARATE SECTIONS OF COMPACT ANTENNA RANGE WITHIN MICROWAVE BAND

Olshevskiy AL, РореГ V М, Kostenko GA Yuzhnoe State Design Office named after MK Yangei Krivorogskaya Str 3, Dniepropetrovsk, 49008, Ukraine Ph: +38 (0562) 384793, e-mail: dk@dniprokosmosdp ua Ovsyanikov V V

Dniepropetrovsk National University Nauchnaya Str 13, Dniepropetrovsk, 49050, Ukraine Ph: +38(056)7769092, e-mail: ovsyan_viktor@mailru

Abstract – Presented in this paper are the results of advanced technique application for experimental evaluation of ra- dio-absorbing materials The technique is based on the application of large elliptic mirror and traditional techniques for reflectance and EM fields scattering measurement

I                                        Introduction

One of the actual problems for experimental investigation of space vehicle antennas is the creation of compact antenna ranges (CAR) to be installed indoors [1] CAR Interior surface with collimating mirror inside, antenna under test and other equipment is covered with radio-absorbing coating (RAC) In practice CAR is made of separate sections Each one then is coated RAC inside It is necessary to consider two stages, namely, – autonomous researches of absorbing properties of CAR separate sections and – complex researches of reflected electromagnetic field levels and «anechoic» zones inside RAC Lets consider results of the first stage researches

II                                       Main Part

Autonomous researches of reflectivity separate CAR sections within the frequency band are carried out using the special test facility (fig 1) Thus mirror reflectivity electromagnetic leakage fields are measured [2-4] Antennas 2 and 5 are located in the plane, which is perpendicular to the longer ellipsoid axis provided rotation around it They are turned towards reflector surfaces 3 opposite to the material under test (or standard reflector) 4 Antennas axes pass ellipsoid second focus Elliptic

mirror square is about 140 m^ Elliptic mirror 3 application in combination with conventional measurement techniques allows to increase estimation accuracy and to increase dynamic volume range

III Conclusion

Application of the technique presented has allowed receiving new results on characteristics of the wide-band absorbent such as «Universal» within the frequency band 1 – 5 GHz Thus reflecting reflectivity units vary within the limits -6 .. -56 dB, and electromagnetic leakage fields – within the limits -15 .. -60 dB within the broad range of angles θ,φ

The authors express their gratitude to U C Aleksandrov, V M Khokhlov (Moscow, Russia) for their contribution

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р