Особенности, типы, назначение, конструкции и размещение самолетных антенн кратко

Сильная насыщенность современного самоле радиооборудованием‚ большое число самолетных антенн, установлена сравнительно малой площади, возросшие скорости самолета требуют особого внимания к вопросам конструирования и размещения этих антенн.

Самолетные антенны имеют важное значение для обеспечения связи и навигации во время полета. Конструкции и размещение этих антенн тщательно разрабатываются для обеспечения оптимальной производительности. Вот основные особенности конструкции и размещения самолетных антенн:

1. Типы антенн: В самолетах используются различные типы антенн в зависимости от их целей. Например, антенны для связи с воздушным контролем, антенны для приема GPS/Глонас/BeiDou/Galileo -сигналов, антенны для связи между бортом и землей и др. Радары на самолете - это важные системы, которые используются для детектирования и отслеживания объектов в воздушной среде. Каждый тип антенны имеет свою конструкцию и местоположение.

2. Размещение на фюзеляже: Некоторые антенны могут быть установлены на фюзеляже самолета. Это местоположение обеспечивает хороший доступ к сигналам с минимальными помехами от структур самолета.

3. Встроенные антенны: В некоторых случаях антенны могут быть встроены в структуру самолета, что позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление и улучшить общий эффективный коэффициент формы.

4. Усиленные антенны: Для обеспечения более дальней связи или приема слабых сигналов могут использоваться усиленные антенны с высоким коэффициентом усиления.

5. Антенные системы: Некоторые самолеты могут иметь несколько антенных систем, включая антенны для связи с бортом, антенны для GPS-навигации, радио и др. Важно, чтобы эти системы были разнесены по самолету, чтобы избежать взаимных помех.

6. Антенны в критеческих зонах: Антенны, такие как антенны радиосвязи и системы управления полетом, обычно размещаются в критеческих зонах самолета, чтобы обеспечить надежную связь и навигацию.

7. Электромагнитная совместимость: Важно обеспечить, чтобы антенны и их размещение не создавали электромагнитные помехи для других систем на борту самолета.

8. Устойчивость и прочность: Антенны должны быть устойчивыми и прочными, чтобы выдерживать аэродинамические нагрузки, вибрации и внешние воздействия.

9. Кабельная инфраструктура: Важно также учесть кабельную инфраструктуру, которая соединяет антенны с приемниками и передатчиками на борту самолета.

10. Тестирование и сертификация: Перед внедрением антенных систем они проходят тестирование и сертификацию, чтобы убедиться в их надежности и соответствии стандартам безопасности.

Условия работы самолетных антенн отличаются от наземных. Требования, предъявляемые к самолетным антеннам, следуют из специфических — условий работы и подразделяются на — механические, температурные и радиотехнические. Антенны по возможности должны быть невыступающими или слабо выступающими, занимать минимальную площадь на обшивке и объем внутри самолета, не нарушать его силовую конструкцию, обладать устойчивостью против вибрации и обледенения, сохранять работоспособность в условиях полета на больших высотах, при повышенной влажности, при высоких и низких температурах, не воспринимать радиопомехи, возникающие при электризации. Конструкция и размещение антенн должны обеспечивать минимальную электромагнитную связь между ними, при выступающей конструкции необходима высокая механическая прочность и малое аэродинамическое сопротивление. Радиотехнические параметры самолетных антенн должны удовлетворять требованиям, предъявляемым спецификой радиотехнической аппаратуры.

Электромагнитное поле создается токами, протекающими в самой антенне и по корпусу самолета, т. е. корпус самолета участвует в излучении наравне с антенной. Вследствие этого диаграмма направленности, входное сопротивление и другие параметры самолетной антенны могут сильно отличаться от параметров такой же антенны, расположенной в свободном пространстве. Влияние самолета на радиотехнические параметры зависит от типа антенны и места ее установки на самолете, от размеров и формы самолета и от рабочей длины волны. Наиболее сильно корпус самолета влияет на слабонаправленные антенны, что связано с облучением ею значительной части корпуса. Если же антенна имеет узкую диаграмму направленности и основное излучение направлено в зону , свободную от элементов конструкции олета, то влияние корпуса самолета на ее параметры будет незначительн данном разделе рассматриваются наружные слабонаправленные антенны (рис. 12), работа которых наиболее специфична в условиях самолета . К ним относятся жесткие проволочные, штыревые и симметричные вибраторы. Жесткие антенны используются для связи в диапазоне их волн, натягиваются между проходным изолятором и килем самлета . По параметру их можно отнести к длинноволновым антеннам. Штыревые антенны исполняюся в диапазоне метровых и дециметровых волн, и представляют с несимметричные вибраторы размером около четверти длины волны 12, 6).

Рис. 12. Типы aнтенн, применяемых на самолетах:

• а — проволочная;
• б — полуволновой нессиметричный вибратор;
• в — полуволновой симметричный вибратор;
• г — курсоглиссадные полуволновые вибраторы

Большое поперечное сечение улучшает диапазонность. Уменьшение аэродинамического сопротивления достигается сплющиванием антенны с боков.
Симметричные вибраторы выполняются с большим поперечным сечением.
Примерами их могут быть антенны радиовысотомера, приемников курсового и глиссадного маяков. Все невыступающие слабонаправленные антенны можно разделить на следующие типы:
— расположенные в специальных углублениях или нишах, сделанных в корпусе самолета;
— поверхностные в виде медных или латунных пластин, наклеенных на остекления кабин или на специальные диэлектрическиеъ ия;
— щелевые, прорезанные B обшивке самолета;
— возбуждающие корпус самолета;
— поверхностных волн.
Примером антенны, расположенной в нише‚ является рамочная антенна радиокомпаса АРК (рис. 13, а).
Поверхностные антенны ( рис 13 б‚ в) могут наноситься на остекления кабины или нa специальную диэлектрическую подложку. Щелевые прорезаются в обшивке самолета или представляют самостоятельную конструкцию с возб ем и полостью (рис. 13, г). Пазовая антенна (рис. 13, д) предста: собой несимметричную щель, прорезаемую в кромке оперения самолета.

Обычно размер паза близок к четверти длины волны. Для ненаправленного излучения применяют кольцевые и П-образные щели.
Любая слабонаправленная антенна возбуждает токи в корпусе самолета, однако это не значит, что корпус тогда эффективно излучает. Эффективность
излучения оказывается низкой, так как токи корпуса самолета друг друга компенсируют. Способы интенсивного возбуждения корпуса самолета можно
разделить на два вида: последовательное и параллельное. При последовательном возбуждении корпус самолета разрезается в каком-нибудь месте и включается ЭДС. Наиболее приемлемым является метод изоляции верхушки киля или конца одного из крыльев (рис. 13, е). Такие антенны можно рассматривать как несимметрично возбуждаемый линейный вибратор.

Антенной параллельного возбуждения корпуса самолета является шлейфовая антенна (рис. 13, ж). Она мeнee эффективна, чем антенна последовательного
возбуждения, КПД ее также не высок. Примером антенны поверхностных зон является диэлектрическая, разрезанная вдоль оси и положенная на обшивку
самолета (см. рис. 13, з).

Рис. 13. Слабонаправленные самолетные антенны: а — рамочная; б— поверхностные; г - д — щелевые; е — последовательное возбуждение отдельных частей самолета — киля; ж — параллельное возбуждение корпуса самолета (шлейфная антенна); з — диэлектрическая антенна .

Разработка и размещение самолетных антенн - это важная задача, которая требует инженерной экспертизы, чтобы обеспечить надежную связь и навигацию во время полета.