Ю. В. Юханов – д.т.н., профессор, гл. науч. сотрудник, зав. кафедрой антенн и радиопередающих устройств, Южный федеральный университет (г. Таганрог)

E-mail: yu_yukhanov@mail.ru

Т. Ю. Привалова – к.ф.-м.н., доцент, кафедра общей физики, Южный федеральный университет (г. Ростов-на-Дону)

E-mail: tatyana.privalova@gmail.com

Е. В. Крюк – аспирант, кафедра антенн и радиопередающих устройств, Южный федеральный университет (г. Таганрог) E-mail: evkryuk@sfedu.ru Ф. С. Топалов – аспирант, кафедра антенн и радиопередающих устройств, Южный федеральный университет (г. Таганрог) E-mail: fzzavod@yandex.ru

И. В. Мерглодов – к.т.н., ассистент, кафедра антенн и радиопередающих устройств, Южный федеральный университет (г. Таганрог) E-mail: ivmerglodov@sfedu.ru

Решена двумерная задача дифракции плоской волны на волноводной решетке Ван Атта, расположенной на поверхности кругового идеально проводящего цилиндра. Излучатели в виде открытых концов волноводов соединены плоскопараллельными волноводами.

Задача сведена к решению интегрального уравнения относительно вектора напряженности электрического поля в апертурах излучателей. Решение получено в предположении, что взаимосвязь между апертурами осуществляется только через соединяющие одномодовые тракты. Получены выражения для моностатических и бистатических диаграмм рассеяния, представленные через геометрические параметры конструкции. Точность полученных в работе приближенных формул проверена путем точного решения задачи рассеяния плоской волны на одноэлементной решетке с помощью пакета Ansoft HFSS.

Приведены результаты расчетов диаграмм отражения для решеток Ван Атта с различным числом излучателей, расположенных на цилиндрах различных электрических размеров. Дана оценка соотношения между антенной и структурной составляющими рассеянного поля.

1. Patent № 2908002 US. Electromagnetic reflector / L.C. Van Atta. Oct. 1959.
2. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М.: Сов. радио. 1975.
3. Thornton J. Dimensioning a retro-directive array for communications via a stratospheric platform // ETRI Journal. 2002. V. 24. № 2. P. 153–160.
4. Tseng W.J., Chung S.B., Chang K. A planar Van Atta array reflector with retrodirectivity in both E-plane and H-plane // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2000. V. 48. № 2. P. 173–175.
5. Toh B.Y., Fusco V.F. Retrodirective array radar cross-section performance comparisons // IEEE 2000 High Frequency Postgraduate Student Colloquium. 2000. P. 65–69.
6. Sung S.S., Roque J.D., Murakami B.T., Shiroma G.S., Miyamoto R.Y., Shiroma W.A. Retrodirective antenna technology for CubeSat networks // 2003 IEEE Topical Conference on Wireless Communication Technology. 2003. P. 220–221.
7. Бутрым А.Ю., Казанский О.В., Колчигин Н.Н. Решетка Ван-Атта из расширяющихся щелевых антенн (РЩА) для широкополосных импульсных сигналов // Успехи современной радиоэлектроники. 2005. № 5. C. 60–64.
8. Ramaccia D., Tobia A., Toscano A., Bilotti F. Antenna arrays emulate metamaterial-based carpet cloak over a wide angular and frequency bandwidth // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2018. V. 66. № 5. P. 2346–2353.
9. Tobia A., Ramaccia D., Toscano A., Bilotti F. Antenna-based carpet cloak: A possible frequency and angular broadband cloaking technique // 2016 10th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics. 2016. P. 358–360.
10. Tobia A., Ramaccia D., Toscano A., Bilotti F. Van Atta arrays for realizing angular and frequency wideband carpet cloaks // 2017 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. 2017. P. 71–72.
11. Yukhanov Yu.V., Privalova T.Yu., Kriuk E.V. Characteristics of Vivaldi antennas in the radiation and scattering mode // 2018 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA). 2018. P. 236–239.
12. Privalova T.Yu., Yukhanov Yu.V. Plane wave scattering on the two-dimensional model of Van-Atta array // Antennas. 2007. № 5. P. 23–28.
13. Privalova T.Yu., Sinyavsky G.P., Yukhanov Yu.V. Scattering characteristics analysis of two-dimensional Van-Atta array // Electromagnetic waves and electronic systems. 2007. V. 12. № 5. P. 58–65.
14. Privalova T.Yu., Yukhanov A.Y., Yukhanov Yu.V. Plane wave scattering on Van-Atta electromagnetic reflector // 2011 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA). 2011. P. 347–350.
15. Yukhanov Yu.V., Privalova T.Yu., Yukhanov A.Yu., Merglodov I.V. Scattering characteristics of multimode waveguide Van-Atta array // 2014 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA). 2014. P. 317–320.
16. Юханов Ю.В., Привалова Т.Ю., Крюк Е.В. Приближенное решение задачи рассеяния плоской Е-поляризованной волны на многомодовой волноводной решетке Ван Атта // Сб. трудов Междунар. науч. конф. «Излучение и рассеяние ЭМВ». Ростовна-Дону: Изд-во ЮФУ. 2015. C. 160–164.
17. Yukhanov Yu.V., Privalova T.Y., Merglodov I.V., Ilyin I.V., Kriuk E.V. Numerical and experimental studies of multimode waveguide Van Atta array // 2015 Conference on Microwave Techniques (COMITE). 2015. P. 1–4.
18. Yukhanov Yu.V., Kryuk E.V., Privalova T.Yu. Diffraction of a plane E-polarized wave on the multimode waveguide Van-Atta array // IEEE Xplore 2015 Radio and Antenna Days of the Indian Ocean (RADIO). 2015. P. 1–2.
19. Юханов Ю.В., Привалова Т.Ю., Крюк Е.В., Ильин И.В., Мерглодов И.В. Анализ характеристик рассеяния многомодовой волноводной решетки Ван-Атта // Антенны. 2016. № 10. С. 71–76.
20. Lewis B. Efficient wide-angle coverage dipole Van Atta array design // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1968. V. 16. № 2. P. 256–256.
21. Бледнов В.И., Дегтярь Н.Н., Наумович С.В. Характеристики направленности дуговых переизлучающих антенных решеток // Радиоэлектронные и компьютерные системы. 2008. № 2. С. 8–11.
22. Davies D.E.N. Some properties of Van Atta arrays and the use of 2-way amplification in the delay paths // Proceedings of the Institution of Electrical Engineers. 1963. V. 110. P. 507–512.
23. Hansеn R.C. Communications satellites using arrays // Proceedings of the IRE. 1961. V. 49. № 6. P. 1066–1074.
24. Withers M.J. An active Van Atta array // Proceedings of the Institution of Electrical Engineers. 1964. V. 111. № 5. P. 982–984.
25. Horton J.W. Fundamentals of sonar. U.S. Naval Institute, Annapolis, Maryland. 1957.
26. Lepage W.R., Roys C.S., Seeley S. Radiation from circular current sheets // Proceedings of the IRE. 1950. V. 38. № 9. P. 1069–1072.
27. Yukhanov Yu.V., Privalova T.Yu., Kryuk E.V., Merglodov I.V. Scattering characteristics of the Van Atta waveguide array on a cylinder surface // IEEE Xplore Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS–Toyama). 2018. P. 1597–1602.
28. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М.: Радио и связь. 1967.
29. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М.: Наука. 1970.
30. Engineering Simulation & 3D Design Software ANSYS / URL: https://www.ansys.com/ (дата обращения: 12.01.2019).
31. Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиоэлектронной разведки. М.: Сов. радио. 1968.