Г. Р. Беляев – аспирант,

Волжский государственный университет водного транспорта (г. Нижний Новгород)

E-mail: Welles16@yandex.ru

Постановка проблемы. Основными материалами при изготовлении современных антенных устройств являются металлы, которые могут быть подвержены коррозии, имеют относительно высокий вес и низкую температурную стабильность. Принципиальная новизна предлагаемых в данной работе решений заключается в применении нового поколения материалов (углекомпозитов) для создания широкого класса антенно-фидерных устройств и систем. В настоящее время углекомпозитные материалы в технике применяются как материалы несущих конструкций (непроводящие). В данной работе ставится обратная задача – использовать такие материалы, придавая им проводящие свойства с помощью введения графеноподобных структур в эпоксисвязующее вещество. Предлагаемые материалы обладают низким весом, высокой прочностью, стабильностью характеристик в широком диапазоне температур и широким диапазоном значений проводимости. Поэтому актуальными вопросами являются анализ возможности применения таких материалов в антенной технике и решение задачи создания модельных образцов сверхлегких радиочастотных элементов антенных устройств и исследования их основных характеристик.

Цель. Исследовать и подтвердить работоспособность антенных устройств из материалов на основе углерода в широком диапазоне частот.

Результаты. Приведен обзор результатов работ по созданию и исследованию антенно-фидерных устройств из материалов на основе углерода по различным технологиям, проведенных в Волжском государственном университете водного транспорта. Изготовлены и исследованы уникальные модельные образцы радиочастотных элементов рупорных и дипольных антенных систем с применением различных технологий для различных частотных диапазонов. Проведено измерение и сравнение основных электродинамических характеристик антенн с углекомпозитными элементами с характеристиками аналогичных антенн, изготовленных полностью из металла традиционным способом.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют признать углекомпозитные антенны по сравнению с металлическими конкурентоспособными.

1. Dugin N.A., Zaboronkova T.M., Chugurin V.V., Myasnikov E.N. Study of electromagnetic properties of multilayer graphene fractal structures by remote method // International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT-13). 2013. Budva, Montenegro. Book of Abstracts. Paper TH-01. P. 192.
2. Патент № 2577918 РФ. Антенно-фидерное СВЧ устройство из углекомпозитного материала и способ его изготовления / Н.А. Дугин, Т.М. Заборонкова, Е.Н. Мясников, В.В. Чугурин. Опубл. 20.03.2016. Бюл. № 8.
3. Дугин Н.А., Заборонкова Т.М., Мясников Е.Н. Антенно-волноводные СВЧ-устройства из углекомпозитных материалов // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42. Вып. 11. С. 91–96.
4. Дугин Н.А., Заборонкова Т.М., Мясников Е.Н., Беляев Г.Р. Электродинамические характеристики рупорных СВЧ антенн из графеносодержащих углекомпозитных материалов // ЖТФ. 2018. Т. 88. Вып. 2. С. 276–282.
5. Дугин Н.А., Заборонкова Т.М., Мясников Е.Н., Беляев Г.Р., Лобастов В.В. Электродинамические характеристики вибраторных СВЧ антенн из графеносодержащих углекомпозитных материалов // Радиотехника и электроника. 2018. Т. 63. № 8. С. 790–794.
6. Dugin N.A., Zaboronkova T.M., Myasnikov E.N., Belyaev G.R., Lobastov V.G. Polarization characteristics of graphene-containing composite L-band antenna // Proceedings of the International Conference «Days on Diffraction 2018». 2018. P. 88–93.
7. Dugin N.A., Zaboronkova T.M., Myasnikov E.N., Belyaev G.R. Electrodynamic characteristics of horn microwave antennas made of graphene-containing carbon-composite materials // Technical Physics. 2018. V. 63. № 2. P. 268–273.
8. Дугин Н.А., Беляев Г.Р. Исследование электромагнитных характеристик волноводных СВЧ устройств из углекомпозитных материалов // Труды XVII международного научно-промышленного форума «Великие реки – 2015». Материалы научнометодической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов, специалистов и студентов «Проблемы использования инновационного развития внутренних водных путей в бассейнах великих рек». Изд-во ФГБОУ ВО «ВГУВТ». 2015. Вып. 4 [Электронный ресурс] / URL: http://вф-река-море.рф/
9. Dugin N.A., Zaboronkova T.M., Myasnikov E.N., Belyaev G.R., Lobastov V.G. Electrodynamic characteristics of dipole antennas made of graphene-containing carbon fiber composite materials // Journal of Communications Technology and Electronics. 2018. V. 63. № 8. P. 864–867.
10. Беляев Г.Р. Создание и исследование дипольных антенн из углекомпозитных материалов // Сб. материалов докладов XXIII Нижегородской сессии молодых ученых (технические, естественные, математические науки). Т.I. Княгинино: НГИЭУ. 2018. С. 78–79.