М.Ю. Звездина1, А.М. Шапошникова2, Ю.А. Шокова3

1, 2 ФГУП «РНИИРС» (г. Ростов-на-Дону, Россия)

1, 3 Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону, Россия)

Постановка проблемы. Переход систем связи в миллиметровый (ММ) диапазон длин волн обусловил необходимость обоснования выбора способа защиты антенны от воздействия климатических факторов, что делает выбранную тему исследований актуальной.

Цель. Проанализировать влияние климатических факторов на потери электромагнитной энергии в слое осадков на рефлекторе зеркальной антенны ММ-диапазона длин волн.

Результаты. Показано, что для оценки величины потерь электромагнитной энергии в возможном слое осадков на металлическом рефлекторе зеркальной антенны необходима информация об электрических параметрах осадков и толщине слоя. Выявлена взаимосвязь между метеорологическими данными об осадках и толщиной слоя осадков. Получены частотные зависимости величины потерь электромагнитной энергии в слое осадков для различных случаев метеорологической обстановки. Практическая значимость. Выявленные закономерности позволяют научно обосновать выбор средств защиты зеркальной антенны от осадков для конкретного места ее размещения.

Звездина М.Ю., Шапошникова А.М., Шокова Ю.А. Влияние климатических факторов на потери энергии электромагнитной волны миллиметрового диапазона при прохождении через слой осадков на рефлекторе зеркальной антенны// Радиотехника. 2021. Т. 85. № 7. С. 98−107. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202107-14

1. Гурбанниязов М.А. Тепловые воздействия окружающей среды на зеркальные антенны [Электронный ресурс]. URL: http://www.iki.rssi.ru/oct4/2011/ppt/s5/gurbanniyazov.pdf (датаобращения: 20.01.2021).
2. СухаревскийО.И., НечитайлоС.В., ХлоповГ.И., ВойтовичО.А. Влияние снежного покрова на характеристики излучения рефлекторных антенн // Радиотехника и электроника. 2015. Т.60. № 6. С. 633−641.
3. RappaportT.S., XingYu., MacCartneyG.R., MolischA.F., MelliosE., ZhangJ.Overview of millimeter wave communications for fifthgeneration (5G) wireless networks – with a focus on propagation models/ // IEEE Trans. on Antennas and Propagation. 2017. V.65. № 3. P. 6213−6230.
4. Тайгин В.Б., Лопатин А.В. Метод обеспечения высокой точности формы рефлекторов зеркальных антенны космических аппаратов // Космические аппараты и технологии. 2019. Т.3. № 4(30). С. 200−208.
5. Blevis B.C. Losses due to rain on radomes and antenna reflecting surfaces // IEEE Trans. on Antennas and Propagate. 1965. V.13. № 1. P.175−176.
6. Jacobson M.D., Hogg D.C., Snider J.B. Wet reflector in millimeter-wave radiometry – Experiment and Theory // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 1986. V.24. № 10. P.784−791.
7. Якимов А.Н. Проектирование микроволновых антенн с учетом внешних воздействий. Пенза: Изд-во ПГУ. 2004. 206 с.
8. СаркисеевЕ.Ж., ЛяпуновД.Ю., БобиховР.С., ПетрусёвА.С. Визуальное моделирование ветровой нагрузки на рефлектор параболической антенны связи в программном продукте COMSOLMULTIPHYSICS // Современные проблемы науки и образования. 2014.№ 3. С.137.
9. Горболысов М.С., Якимов А.Н. Оценка влияния параметров антенны на характеристики радиолокационной системы обнаружения // Межвуз. сб. науч. трудов «Цифровые модели в проектировании и производстве РЭС» / Под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во ПГУ. 2011. Вып. 16. С. 148−152.
10. Патент № 2560809С1. МПК H 01 Q19/18 (РФ), 20.08.2015. Способ защиты от ветровых нагрузок на зеркальные антенны радиолокационных станций кругового обзора. / Демяносов Л.П. , Орлов И.В. , Широков И.В. 
11. Патент № 2646947С1. МПК H 01 Q15/16 (РФ), 12.03.2018. Зеркальная антенна (варианты). / Хабаров В.В. , Люзжукин С.В.
12. Люзжукин С.В., Хабаров В.В. Зеркальная антенна // Сб. трудовXV Молодежной НТК «Радиолокация и связь – перспективные технологии». (Москва, Россия). Декабрь 2017. М.: Мир науки. 2017. С. 73−76. [Электронный ресурс]: URL: http://izd-mn.com/PDF/25MNNPK17.pdf  (дата обращения: 12.02.2021).
13. Радиопрозрачные антенные укрытия. АО ЦКБА (сайт)[Электронный ресурс]: URL: http://ckba.net/print/178/ (дата обращения: 24.03.2021).
14. Профессиональные системы антиобледенения. ООО «Айс Фри Системс»[Электронный ресурс]: URL: http://ifsystems.ru (дата обращения: 01.03.2021).
15. Obukhovets V. Some new trends in phased antenna array designing / In Proc. Radiation and scattering of electromagnetic waves Conf. (Divnomorskoe, RU). June 2019 // In IEEE RSEMW Proc. Conf. 2019. P.20−23.
16. Notaroš B.M. Meteorological electromagnetics // IEEE Antennas & Propagation Magazine. 2021. April. P.14−27. 
17. Tsang T.I., Kong J.A., Ding K.-H. Scattering of electromagnetic waves. Theories and application. V.2 // J. Willey&Sons Inc., 2000. 426 p.
18. ITU-R Р.527-5 (08/2019). Electrical characteristics of the surface of the Earth. Ser. Р. Radiowave propagation. 22 p.
19. Huining W., Pulliainen J., Hallikainen M. Effective permittivity of dry snow in the 18 to 90 GHz range // Progress in Electromagnetics Research. PIER. 1999. V.24. P.119−138. 
20. Шмакин А.Б., Турков Д.В., Михайлов А.Ю. Модель снежного покрова с учетом слоистой структуры и ее сезонной эволюции // Криосфера Земли. 2009. Т. 13. № 4. С. 69−79.
21. Фролов А.Д., Мачерет Ю.Я. Оценка содержания воды в субполярных и теплых ледниках по данным измерений скорости распространения радиоволн // МГИ. 1998. Вып. 84. С.148−154.
22. Узлов В.А., Шишков Г.И., Щербаков В.В. Основные физические параметры снежного покрова // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. 2014. № 1(103). С.119−129.
23. Голунов В.А., Маречек С.В., Хохлов Г.И. Особенности рассеяния микроволнового излучения в сухом пушистом снеге // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 6. URL: http://jre.cplire.ru/jun18/2/text.html (дата обращения: 20.04.2021).
24. ГолуновВ.А., КузьминА.В., СкулачевД.П., ХохловГ.И.Результаты экспериментального исследования частотной зависимости ослабления, рассеяния и поглощения миллиметровых волн в сухом снежном покрове // Радиотехника и электроника.2017. Т.62. № 9. С.857−865. 
25. Боярский Д.А., Тихонов В.В. Учет стратиграфии снежного покрова при моделировании его излучательной способности в СВЧ диапазоне // Известия вузов. Сер. Радиофизика. 1999. Т.42. № 9. С. 845−857.
26. ОДМ 218.5.001-2008 Методические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от снега. Утв. распоряжением Росавтодора от 01.02.2008 г. № 44-р.
27. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. М.: Изд-во стандартов. 1980. 150 с.
28. Свод правил 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85 (с изменениями № 1, 2). 
29. Курганов А.М. Таблицы параметров предельной интенсивности дождя для определения расходов в системах водоотведения. М.: Стройиздат. 1984. 111 с.
30. Федосеева Е.В. Системы радиотеплокационного контроля метеопараметров с компенсацией помехового влияния внешней среды // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2015. № 9. С. 44−48.