А.С. Мазинов1, Н.А. Болдырев2, В.М. Васильченко3, А.В. Старосек4

1–4 Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского (г. Симферополь, Республика Крым, Россия)

1 mazinovas@cfuv.ru, 2 kolyaboldyrev@gmail.com, 4 starosekav@cfuv.ru

Постановка проблемы. В связи с ростом числа мобильных абонентов и загруженности сотовой связи контроль электромагнитного фона и методы его снижения являются актуальной задачей. Кроме того, создание покрытий, обеспечивающих малую радиозаметность, востребовано во многих гражданских и промышленных объектах. Исходя из этого, настоящая работа направлена на разработку компактных рассеивающих покрытий, представляющих собой комбинацию из метаструктур с тонкими наноразмерными проводящими пленками, которые могут быть использованы в качестве защитных материалов для зданий и сооружений в целях снижения уровня прошедшего электромагнитного излучения, но при этом с малым коэффициентом отражения в K-диапазоне.

Цель. Исследовать комбинированные ослабляющие покрытия K-диапазона, способные осуществлять рассеяние и поглощение нормальной составляющей отраженной электромагнитной волны, а также рассмотреть варианты их применения.

Результаты. Разработано комбинированное покрытие на основе планарных метаматериалов и наноразмерных металлодиэлектрических пленок толщиной 5 нм, ослабляющее отраженные волны K-диапазона. Экспериментально достигнуто ослабления отраженной волны на уровне 20 dBm на всем рассмотренном частотном диапазоне относительно металлического зеркала. Получены экспериментальные и теоретические частотные характеристики исследуемых структур, а также диаграммы обратного рассеяния для различных углов падения волны в безэховой камере. Получены как аналитические, так и модельные картины распределения поля на поверхности резонаторов метаструктуры.

Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и создании радиоослабяюших покрытий K-диапазона больших площадей и с малой себестоимостью.

Мазинов А.С., Болдырев Н.А., Васильченко В.М., Старосек А.В. Ослабление отраженной СВЧ-волны структурой планарного метаматериала при добавлении активного поглощающего тонкопленочного слоя // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 6. С. 64−69. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202406-08

1. Ahmad H., Tariq A., Shehzad A., Faheem M.S., Shafiq M., Rashid I.A., Afzal A., Munir A., Riaz M.T., Haider H.T., Afzal A., Qadir M.B., Khaliq Z. Stealth technology: Methods and composite materials – A review // Polymer Composites. 2019. V. 40. № 12. P. 4457–4472. DOI 10.1002/pc.25311
2. Ali L., Li Q., Khan T.A., Yi J., Chen X. Wideband RCS Reduction Using Coding Diffusion Metasurface // Materials. 2019. V. 12. № 17. P. 2708. DOI 10.3390/ma12172708.
3. Семенихин А.И., Семенихина Д.В., Юханов Ю.В., Благовисный П.В., Ильин И.В. Экспериментальные и численные исследования диаграмм обратного рассеяния блоков маскирующих цифровых двухбитных метапокрытий // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2021. Т. 24. № 4. С. 57–67. DOI 10.32603/1993-8985-2021-24-4-57-67.
4. Zuev S.A., Starostenko V.V., Taran E.P., Shcherbakov S.V., Arsenichev S.P., Grigoriev E.V., Fitaev I.Sh. Microwave Range Diffraction Properties of Structures with Nanometer Conductive Films on Amorphous Dielectric Substrates // 26th Telecommunications Forum. 2018. P. 1–4. DOI 10.1109/TELFOR.2018.8611867.
5. Nimtz G., Panten U. Broad band electromagnetic wave absorbers designed with nano-metal films // Annalen der Physik. 2010. V. 19. № 1-2.  P. 53–59. DOI 10.1002/andp.200910389.
6. Мазинов А.С., Падалинский М.М., Болдырев Н.А., Старосек А.В. Моделирование рассеивающих свойств блочных метаповерхностей в диапазоне 16-25 ГГц и сравнение с экспериментальными результатами // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2023. Т. 23. № 2. С. 102–111. DOI 10.18500/1817-3020-2023-23-2-102-111.
7. Болдырев Н.А., Фитаев И.Ш., Падалинский М.М., Полетаев Д.А., Мазинов А.С. Возможности ослабления основного лепестка отраженной волны посредством спиралевидной треугольной метаструктуры // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2024. Т. 20. № 2. С. 116–123. DOI 10.36622/1729-6501.2024.20.2.018.
8. Брезгунова А.А. Конечно-разностные методы решения уравнения Пуассона в произвольных двумерных областях // 80-я науч. конф. студентов и аспирантов Белорусского государственного университета. Минск: Белорусский государственный университет. 2023. С. 317–321.
9. Zaman M.А. Numerical Solution of the Poisson Equation Using Finite Difference Matrix Operators // Electronics. 2022. V. 11. № 15. P. 2365. DOI 10.3390/electronics11152365.
10. Костылев В.И., Звягин Д.В. Типы измерительных радиотехнических систем // Вестник Воронежского института МВД России. 2009. № 3. С. 88–92.