А.С. Мазинов1, Н.А. Болдырев2, А.А. Марендич3, А.В. Старосек4

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

1mazinovas@cfuv.ru, 2kolyaboldyrev@gmail.com, 3marendic0111@gmail.com, 4starosekav@cfuv.ru

Постановка проблемы. Управление диаграммой обратного рассеяния является ключевой задачей для снижения зеркального отражения падающей электромагнитной волны. Традиционные рассеивающие и поглощающие покрытия обладают большой толщиной, что ограничивает их применение. Альтернативой являются тонкие метаповерхности, перераспределяющие энергию падающей волны в пространстве.

Цель. Провести комплексное исследование угловой зависимости диаграммы рассеяния и явления аномального рассеяния для метаповерхности на основе планарного массива треугольных спиралевидных резонаторов в диапазоне 16…25 ГГц.

Результаты. Методом конечных разностей в программном пакете Ansys HFSS получены распределения рассеиваемого поля составной метаструктуры. Рассчитана и экспериментально подтверждена квазимоностатическим методом в безэховой камере способность метаповерхности эффективно подавлять нормальную составляющую отраженного поля до минус 40,5 дБ на резонансной частоте за счет перераспределения отраженной мощности от металлодиэлектрической структуры и металлического экрана, лежащего в ее основании. Установлено, что предложенная форма метаповерхности в совокупности с простотой и доступностью обладает способностью к формированию зеркально расположенных аномальных улов отражения, наблюдаемых при повороте структуры на характерные углы: ±23°, ±52°.

Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы для создания малоотражающих покрытий К-диапазона с малой толщиной и себестоимостью.

Мазинов А.С., Болдырев Н.А., Марендич А.А., Старосек А.В. Аномальное угловое рассеяние электромагнитных волн метаповерхностью с треугольными спиралевидными резонаторами // Электромагнитные волны и электронные системы. 2026. Т. 31. № 3. С. 61−67. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202603-07

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. Chen H.-T., Taylor A.J., Yu N. A review of metasurfaces: physics and applications // Reports on Progress in Physics. 2016. V. 79. № 7. P. 076401. DOI 10.1088/0034-4885/79/7/076401.
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. C. 57–67. DOI 10.32603/1993-8985-2021-24-4-57-67.
4. Liu S., Ma Z., Pei J., Jiao Q., Yang L., Zhang W., Li H., Li Y., Zou Y., Tan X. A review of anomalous refractive and reflective metasurfaces // Nanotechnology and Precision Engineering. 2022. V. 5. № 2. P. 025001. DOI 10.1063/10.0010119.
5. Мазинов А.С.А., 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.
6. 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. C. 116–123. DOI 10.36622/1729-6501.2024.20.2.018.
7. Костылев В.И., Звягин Д.В. Типы измерительных радиотехнических систем // Вестник Воронежского института МВД России. 2009. № 3. C. 88–92.
8. Amin M., Fida A., Rashid A., Siddiqui O., Tahir F.A. Anti-reflecting metasurface for broadband polarization independent absorption at Ku band frequencies // Scientific Reports. 2022. V. 12. № 1. P. 20073. DOI 10.1038/s41598-022-24691-8.
9. Wang J., Guan J., Wang X., Saer A., Tong X., Guo Y., Ma S. Design of composite stealth cloak based on anomalous reflections and vortex singularities // Results in Physics. 2024. V. 64. P. 107909. DOI 10.1016/j.rinp.2024.107909.
10. 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 10.18127/j15604128-202406-08.
11. Sorathiya V., Lavadiya S., Parmar B., Das S., Krishna M., Faragallah O.S., Baz M., Eid M.M.A., Rashed A.N.Z. Numerical investigation of the tunable polarizer using gold array and graphene metamaterial structure for an infrared frequency range // Applied Physics B: Lasers and Optics. 2022. V. 128. № 1. DOI 10.1007/s00340-021-07731-5.