Luneberg lins

En Luneberg- lins  är en lins där brytningsindex inte är konstant, utan varierar enligt en viss lag beroende på avståndet från centrum i sfäriska linser eller från axeln i cylindriska linser . Vanligtvis väljs lagen för förändring av brytningsindex på ett sådant sätt att parallella strålar fokuseras vid en punkt på linsens yta när de passerar genom en lins, och de som sänds ut av en punktkälla på ytan bildar en parallell stråle.

En liknande linsdesign föreslogs först av den tysk/amerikanske matematikern Rudolf Lüneberg .

EPR Luneberg lins

Luneberg-linsen, delvis belagd med ett ledande material, har en enorm (i förhållande till sin verkliga storlek) effektiv spridningsområde vid breda bestrålningsvinklar. Den maximalt möjliga RCS för en sfärisk Luneberg-lins definieras som

var  är linsens radie, och  är våglängden [1] .

Applikation

Luneberg-linser används i stor utsträckning inom mikrovågsteknik . En sådan användning är att skapa mycket reflekterande föremål. Speciellt används Luneberg-linser i målmissiler för att simulera det effektiva spridningsområdet för verkliga mål med större storlekar (till exempel stridsflygplan) [2] .

Användningen av sådana linser inom optisk teknik hämmas av de tekniska svårigheterna vid tillverkning av linser med ett variabelt brytningsindex, vilket bestämmer deras höga kostnad. Ibland, för att förenkla produktionstekniken, är sådana linser sammansatta av diskreta element - små kuber med olika brytningsindex.

Radarapplikationer

Luneberg-linsen förblev inget annat än en matematisk kuriosa under lång tid, tills den användes som strålbildare i den amerikanska AN/SPG-59- radarn i början av 1960-talet .

AN/SPG-59-radarn var en av världens första phased array -radar (PAR). Till skillnad från moderna PAR-radarer, där strålens rumsliga mönster bildas med hjälp av kontrollerade fasskiftare , använde AN / SPG-59-radarn en Luneberg-lins placerad i skeppets överbyggnad. Valet av denna teknik berodde på bristen på kompakta och pålitliga C-bands fasskiftare på 1960 -talet .

Flera tusen mottagande och sändande element fanns på linsens yta. När ett av de sändande elementen bildade en sfärisk radiovåg på linsens yta, omvandlade linsen den till en våg med planparallella fronter, vars fasbild togs av de mottagande elementen och sändes till en sfärisk sändare placerad på toppen av den klockformade överbyggnaden. Sålunda bildade den sfäriska sändaren en stråle i rymden, vars riktning motsvarade positionen på det emitterande elementets lins.

Den reflekterade vågen togs emot av tre sfäriska mottagare placerade längs omkretsen av överbyggnaden och separerade från varandra med 120° i azimut. Signaler från flera tusen mottagare av tre antenner kombinerades och matades till Luneberg-linsen, som fokuserade signalen på ett av de mottagande elementen, vars position på linsytan motsvarade målets position i rymden.

En testversion av radarn testades på Norton Sound-testfartyget AVM-1 från juni 1964 till juli 1966. Tester visade låg tillförlitlighet hos utrustningen, höga effektförluster i linsen och dålig kvalitet på sfärisk-till-plan-vågomvandling (hög nivå av sidolober av strålningsmönstret). Senare avbröts utvecklingen av radarn på grund av inskränkningen av arbetet med Typhon-projektet.

Anteckningar

  1. ↑ V. O. Kobak. radarreflektorer. Med. 195.
  2. ↑ Supersonic Target Rockets Arkiverade 24 september 2018 på Wayback Machine .

Länkar

Litteratur