Обтекатель ( гибрид слов radar и dome ) — это структурное, защищенное от непогоды ограждение, которое защищает антенну радара . [1] Обтекатель изготовлен из материала, прозрачного для радиоволн. Обтекатели защищают антенну от непогоды и скрывают электронное оборудование антенны от глаз. Они также защищают находящийся поблизости персонал от случайного удара быстро вращающимися антеннами.
Обтекатели могут быть изготовлены в различных формах – сферической, геодезической , плоской и т. д. – в зависимости от конкретного применения, с использованием различных строительных материалов, таких как стекловолокно , ткань с покрытием из политетрафторэтилена (ПТФЭ) и другие. [2]
В дополнение к защите от радаров, обтекатели на платформах самолетов также действуют как обтекатели , которые упрощают антенную систему, тем самым уменьшая сопротивление . Когда они встречаются на самолетах с фиксированным крылом с радаром переднего обзора, которые обычно используются для обнаружения объектов или погоды, носовые конусы часто дополнительно служат обтекателями. На самолетах дальнего радиолокационного обнаружения и управления (AEW&C) (например, американском E-3 Sentry ) вращающийся обтекатель в форме диска , часто называемый « ротодомом », устанавливается на верхней части фюзеляжа для сканирующего покрытия на 360 градусов. Некоторые более новые конфигурации AEW&C вместо этого используют три 120-градусных модуля фазированной решетки внутри стационарного обтекателя, примерами являются китайский KJ-2000 и индийский DRDO AEW&C . На самолетах с фиксированным крылом и винтокрылых самолетах, использующих микроволновые спутники для связи за пределами прямой видимости , обтекатели часто выглядят как выпуклые «пузыри» на фюзеляже. [3]
Воздушный обтекатель, построенный Уолтером Бердом в 1948 году в Корнеллской авиационной лаборатории, является первой пневматической конструкцией, созданной в истории. [4] [2]
Обтекатель часто используется для предотвращения накопления льда и замерзающего дождя на антеннах. В случае вращающейся параболической антенны радара обтекатель также защищает антенну от мусора и неровностей вращения из-за ветра. Его форму легко определить по его твердой оболочке, которая имеет прочные свойства против повреждений.
Для стационарных антенн чрезмерное количество льда может расстроить антенну до точки, где ее импеданс на входной частоте резко возрастет, что приведет к росту коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН). Эта отраженная мощность возвращается обратно в передатчик , где может вызвать перегрев . Схема фолдбэка может предотвратить это; однако один из недостатков ее использования заключается в том, что она приводит к резкому падению выходной мощности станции, уменьшая ее дальность. Обтекатель позволяет избежать этого, покрывая открытые части антенны прочным, устойчивым к атмосферным воздействиям материалом, как правило, стекловолокном, предотвращая попадание мусора или льда на антенну, тем самым предотвращая любые серьезные проблемы. Одной из основных движущих сил развития стекловолокна как конструкционного материала была потребность во время Второй мировой войны в обтекателях. [5] При рассмотрении нагрузки на конструкцию использование обтекателя значительно снижает ветровую нагрузку как в нормальных, так и в обледенелых условиях. Многие вышки требуют или предпочитают использовать обтекатели для преимуществ ветровой нагрузки и для защиты от падающего льда или обломков.
Там, где обтекатели антенн могут считаться неприглядными, если они находятся близко к земле, вместо них можно использовать электрические нагреватели антенн. Обычно работающие на постоянном токе , нагреватели не мешают физически или электрически переменному току радиопередачи .
В случае с радарными антеннами один большой купол в форме шара также защищает вращающийся механизм и чувствительную электронику , а в холодном климате он подогревается для предотвращения обледенения.
База электронного наблюдения RAF Menwith Hill , которая включает в себя более 30 обтекателей, как широко распространено мнение, регулярно перехватывает спутниковые сообщения. В Menwith Hill кожухи обтекателей не позволяют наблюдателям видеть направление антенн, а следовательно, и какие спутники являются целью. Аналогичным образом обтекатели не позволяют наблюдать за антеннами, используемыми на объектах ECHELON .
Командование воздушно-космической обороны ВВС США эксплуатировало и обслуживало десятки радиолокационных станций ПВО в смежных Соединенных Штатах и на Аляске во время Холодной войны. Большинство радаров, используемых на этих наземных станциях, были защищены жесткими или надувными обтекателями. Обтекатели обычно были не менее 15 м (50 футов) в диаметре и крепились к стандартным зданиям радиолокационных вышек, в которых размещались передатчик, приемник и антенна радара. Некоторые из этих обтекателей были очень большими. CW-620 представлял собой жесткий обтекатель с пространственной рамой с максимальным диаметром 46 м (150 футов) и высотой 26 м (84 фута). Этот обтекатель состоял из 590 панелей и был рассчитан на ветер до 240 км/ч (150 миль/ч). Общий вес обтекателя составил 92 700 кг (204 400 фунтов) с площадью поверхности 3 680 м 2 (39 600 кв. футов). Обтекатель CW-620 был спроектирован и изготовлен корпорацией Sperry-Rand Corporation для подразделения Columbus Division of North American Aviation. Первоначально этот обтекатель использовался для поискового радара FPS-35 на станции ВВС Бейкер, штат Орегон. Когда база ВВС Бейкер была закрыта, обтекатель переместили в спортзал средней школы в Пайетте, штат Айдахо. Фотографии и документы доступны онлайн на сайте radomes.org/museum для Baker AFS/821st Radar Squadron.
Для морской спутниковой связи обтекатели широко используются для защиты антенн-тарелок, которые постоянно отслеживают фиксированные спутники, пока судно испытывает движения по тангажу, крену и рысканию. Большие круизные суда и нефтяные танкеры могут иметь обтекатели диаметром более 3 м, покрывающие антенны для широкополосной передачи телевидения, голоса, данных и Интернета, в то время как последние разработки позволяют предоставлять аналогичные услуги с помощью меньших установок, таких как 85-сантиметровая моторизованная тарелка, используемая в системе SES Broadband for Maritime . Небольшие частные яхты могут использовать обтекатели диаметром всего 26 см для голоса и низкоскоростных данных.
Активная электронно-сканирующая антенная решетка радара не имеет подвижной антенны, поэтому обтекатель не нужен. [2] Примером этого является пирамида, которая заменила обтекатели в виде мячей для гольфа на базе Королевских ВВС Файлингдейлс .