Автореферат (Современное электродинамическое сопровождение проектирования и изготовления систем антенна-радиопрозрачное укрытие), страница 3

Диаднаяфункция Грина для многослойной магнитодиэлектрической структуры рассчитывается с помощью метода эквивалентных длинных линий, подробно представленного в книге В.В. Бодрова, В.И. Суркова [2], что позволяет учесть электродинамическое взаимное влияние всех слоёв решетки друг на друга, а такжевлияние многослойного диэлектрика на каждый слой ДР. ИУ решается численнометодом Галёркина. Элементы матрицы системы линейных алгебраическихуравнений, к которой приводит этот метод, вычисляются с применением процедуры быстрого преобразования Фурье. В результате резко сокращается времявычислений.

Для планарных многослойных ДР, лежащих между слоями многослойного магнитодиэлектрика, время на вычисления их электродинамическиххарактеристик затрачивается на порядок меньше по сравнению с применением13других известных программ электродинамического проектирования (FEKO,HFSS).С помощью построенной модели проводятся численные исследования ДРразличного назначения. Предлагается конструкция углового фильтра из двухслоёв вертикальных штырей для снижения бокового излучения в Е-плоскостипараболической антенны радиорелейной связи. Исследуются разные вариантыпланарных периодических структур для экранов, предназначенных для снижения радиолокационной заметности антенн, которые работают в дециметровомдиапазоне длин волн. Предлагается новый способ улучшения прозрачности частотно-избирательных решёток в рабочем диапазоне частот защищаемой антенны с помощью сосредоточенных индуктивных элементов (чип-индуктивностей,которые используются в различных электрических схемах).В третьей главе рассматриваются РПУ антенн, работающих в дециметровом и нижней части сантиметрового диапазонов длин волн.

Для электродинамического анализа систем антенна - РПУ, размеры которых составляютнесколько длин волн λ0, а стенка имеет малую по отношении к λ0 толщину,приводится модель на основе объёмных ИУ с использованием приближениятонкого слоя, применимого приk0l   1  sin 2   1 ,(2)где  - угол падения волны; l – толщина слоя;  - диэлектрическая проницаемость; k0=2π/λ0.Для улучшения как радиотехнических, так и эксплуатационных свойствРПУ антенн дециметрового диапазона длин волн полезны конструкции стенок, содержащие реактивные решётки из проводов (решетки индуктивноготипа).

На основе таких конструкций удается изготавливать стенки с толщиной, оптимальной с точки зрения эксплуатации. В диссертации проводятсяисследования конструкции стенки, в состав которой включены решётки индуктивного типа. Показывается, что для электродинамического просветления тонких диэлектрических слоёв (каковыми являются стенки РПУ антенн14дециметрового или длинноволновой части сантиметрового диапазонов) использование решёток из прямых проводов менее эффективно по сравнению срешётками из искривлённых проводов.В последнее время большое внимание уделяется разработке так называемых метаматериалов, которые обладают необычными электромагнитными свойствами и могут быть использованы в различных областях радиотехники. Дляснижения влияния РПУ наиболее очевидно использовать стенки из материаловмалой плотности.

Однако обычные диэлектрики для этого не годятся из-за низкой прочности. В диссертации исследуются свойства материала, который можетобладать высокой механической прочностью и иметь в некотором диапазоне частот величину диэлектрической проницаемости близкую к единице. Материалпредставляет собой многослойную диэлектрическую структуру, между слоямикоторой расположены решётки из искривлённых проводов (рисунок 2).

Притолщине слоя 0,07 – 0,1 длины волны в материале эффективные диэлектрическая Э и магнитная Э проницаемости метаматериала могут быть вычислены поформулам2  00 Э  1    1 1  2  - для обеих поляризаций,(3)  1 1Э     sin 2   1 - для параллельной поляризации, Э  где  - диэлектрическая проницаемость диэлектрической матрицы; 00 – ча-стота настройки;  - круговая частота ЭМВ;  - угол падения параллельнополяризованной волны.Рисунок 2 – Фотография образца метаматериала с диэлектрической проницаемостью равной единице на частоте 2,8 ГГц15Этот материал может быть эффективен для производства РПУ с улучшенными РТХ в случае, когда ЭМВ падает на поверхность РПУ преимущественно при перпендикулярной поляризации.В заключении сформулированы основные результаты работы.

Сделанывыводы об эффективности приведённых в диссертации методик и исследований для качественного проектирования РПУ с высокими РТХ.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ1. Предложена новая методика расчёта РТХ системы антенна – РПУ,основанная на принципах ФО и методе эквивалентных длинных линий.2. Проведено детальное исследование радиотехнических свойств пятислойной конструкции стенки РПУ.3.

Предложена методика расчёта профиля толщины специального КСдля снижения ОП обтекателей.4. Усовершенствована электродинамическая модель многослойной периодической структуры, помещённой в многослойный магнитодиэлектрик.5.Предложенспособувеличенияпрозрачностичастотно-избирательного экранов в рабочем частотном диапазоне антенн, работающих в дециметровом диапазоне.6. Разработана электродинамическая модель (на основе метода объёмных ИУ) для антенны, защищаемой тонкостенным РПУ.7. Предложена новая конструкция стенки РПУ с решёткой из искривлённых проводов для антенн дециметрового и нижней части сантиметровогодиапазонов.8. Исследованы свойства нового метаматериала с высокой механической прочностью и диэлектрической проницаемостью близкой к единице,который может быть эффективным при изготовлении РПУ в случае, когдаЭМВ падает на стенку преимущественно при перпендикулярной поляризации.16ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА1.

Каплун, В.А. Обтекатели антенн СВЧ / В.Л. Каплун. – М.: Советскоерадио, 1974. – 240 с.2. Бодров, В.В. Математическое моделирование устройств СВЧ и антенн /В.В. Бодров, В.И. Сурков.– Москва, Издательство МЭИ, 1994 год. – 96с.СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИСтатьи в журналах перечня ВАК министерства образования инауки РФ:1. Басков, К.М. Математическая модель расчета эффективной поверхности рассеяния самолетной фазированной антенной решетки сучетом обтекателя или экрана / К.М. Басков // Радиотехника и электроника, 2009, № 5, с. 538–548.2.

Басков, К.М. Стенка радиопрозрачного укрытия, состоящая издиэлектрических слоев и компенсационных металлических решеток /К.М. Басков // Журнал радиоэлектроники, 2011, № 12.3. Басков, К.М. Электромагнитное просветление диэлектрическихэкранов из материалов с большим коэффициентом затухания на СВЧ /К.М. Басков, В.Н.

Кисель // Журнал радиоэлектроники, 2013, № 1.4. Басков, К.М. Моделирование сверхширокополосной зеркальнойантенны / К.М. Басков, Н.И. Бобков, И.И. Краснолобов, В.Н. Семененко// Журнал радиоэлектроники, 2013, № 4.5. Басков, К.М. Метаматериал с повышенной механической прочностью и диэлектрической проницаемостью близкой к единице/ БасковК.М. // Журнал радиоэлектроники, 2013, № 9.17Патент:6. Басков К.М.

Патент № 2459323, 04.05.2010. Россия. Стенка радиопрозрачного укрытия / Опубликован: 20.08.2012. Изобретатель: К.М.Басков Заявитель: ИТПЭ РАН.Доклады:7. Применение БПФ для ускорения расчёта многослойных частотноизбирательных поверхностей / К.М. Басков // Четвёртая ежегодная научнаяконференция ИТПЭ ОИВТ РАН: Москва, 24-28 марта 2003 г.: Сборник тезисов докладов. М: ОИВТ РАН, 2003. С. 7-8.8. Математическая модель объёмной бесконечной дифракционной решётки / К.М. Басков // Седьмая ежегодная научная конференция ИТПЭОИВТ РАН: Москва, 17-20 апреля 2006 г.: Сборник тезисов докладов.

М:ОИВТ РАН, 2006. С. 28-29.9. Исследование обтекателей и экранов для антенны самолётной БРЛС /К.М. Басков // Восьмая ежегодная научная конференция ИТПЭ РАН:Москва, 9-12 апреля 2007 г.: Сборник тезисов докладов. М: ИТПЭ РАН,2007. С. 16-17.10. Математическая модель расчёта ЭПР ФАР бортовой РЛС с учётомобтекателя или экрана / К.М. Басков // Девятая ежегодная научная конференция ИТПЭ РАН: Москва, 31 марта-3 апреля 2008 г.: Сборник тезисов докладов. М: ИТПЭ РАН, 2008. С. 9-11.11.Исследованияэкрановнаосновеуправляемыхчастотно-избирательных поверхностей для снижения рассеяния от бортовых антеннсамолёта / К.М.

Басков, В.Н. Кисель // Одиннадцатая ежегодная научнаяконференция ИТПЭ РАН: Москва, 29 марта - 1 апреля 2010 г.: Сборник тезисов докладов. М: ИТПЭ РАН, 2010. С. 18-19.12. Оптимизация характеристик пятислойных стенок обтекателя для антенн сантиметрового диапазона / К.М. Басков // Одиннадцатая ежегоднаянаучная конференция ИТПЭ РАН: Москва, 29 марта - 1 апреля 2010 г.:Сборник тезисов докладов. М: ИТПЭ РАН, 2010. С. 20-21.1813. Использование индуктивных поверхностей при конструировании радиопрозрачных укрытий / К.М. Басков // Одиннадцатая ежегодная научнаяконференция ИТПЭ РАН: Москва, 29 марта - 1 апреля 2010 г.: Сборник тезисов докладов. М: ИТПЭ РАН, 2010. С.

22-23.14. Уточнение распределения поля по апертуре антенны по результатамизмерений диаграмм направленности / К.М. Басков, А.И. Федоренко, И.И.Краснолобов // Двенадцатая ежегодная научная конференция ИТПЭ РАН:Москва, 4-7 апреля 2011 г.: Сборник тезисов докладов. М: ИТПЭ РАН, 2011.С. 12-13.15.