А. И. Синани1, А. Ю. Гринев2, Г. Ф. Мосейчук3, Д. В. Багно4, А. Е. Зайкин5, E. В. Ильин6

1, 3 АО «НИИП имени В.В. Тихомирова» (г. Жуковский, Россия)

2, 4–6 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Развитие теории и техники антенных систем (АС) бортовых многофункциональных радиоэлектронных комплексов сопровождается поиском и внедрением научно обоснованных технических решений, направленных на расширение полосы рабочих частот, сектора сканирования и многофункциональности АС, снижение эффективной поверхности рассеяния, использование единой системы излучения в интересах нескольких радиотехнических систем, минимизацию габаритных размеров, использование новых технологических возможностей. Решение подобных задач усложняется ограниченным объемом и эксплуатационными требованиями.

Цель. Провести сравнительный анализ характеристик АС на основе излучающих элементов различных типов, а также оценить возможность улучшения характеристик АС при внедрении метаструктур, представляющих собой периодические (в общем случае многослойные) конструкции, свойства которых обусловлены типом элемента, периодом и их композицией, и обладающих некоторыми нетрадиционными свойствами.

Результаты. Приведены результаты исследований и разработки излучающих элементов и систем излучения для бортовых антенных систем с электронным управлением лучом диапазонов УВЧ и СВЧ. Рассмотрено применение волноводного, печатного вибраторного, микрополоскового печатного и других типов излучающих элементов. Рассмотрены принципы построения и реализации метаструктур со свойствами искусственного магнитного проводника, запрещенной электромагнитной зоны и пространственно-частотной селективности в АС для сокращения высоты профиля, расширения полосы рабочих частот и увеличения развязки, снижения эффективной поверхности рассеяния и уровня кроссполяризационного излучения.

Практическая значимость. Проведенный анализ требований к бортовым АФАР, новых технологий и эффективных технических решений позволяет выбрать наиболее подходящий излучающий элемент для построения системы излучения.

Синани А.И., Гринев А.Ю., Мосейчук Г.Ф., Багно Д.В., Зайкин А.Е., Ильин E.В. Результаты исследований и разработки излучающих систем антенных решеток // Антенны. 2021. № 5. С. 52–64. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202105-06

1. Антенны и радары с электронным управлением лучом / Под ред. А.И. Синани, Г.В. Кауфмана. М.: Радиотехника. 2016.
2. Алексеев О.С., Синани А.И., Грибанов А.Н., Мосейчук Г.Ф. Проектирование излучающей системы антенн с электронным управлением лучом // Антенны. 2005. № 2. С. 21–26.
3. Синани А.И. Антенные системы с электронным управлением лучом для бортовых РЛС // Антенны. 2008. № 9. С. 4–14.
4. Синани А.И., Позднякова Р.Д., Митин В.А. Волноводная распределительная система бортовой антенны с электронным управлением лучом // Антенны. 2002. № 6. C. 13–20.
5. Гринев А.Ю., Багно Д.В., Зайкин А.Е., Ильин E.В., Синани А.И., Мосейчук Г.Ф. Излучающие элементы системы излучения перспективной АФАР X-диапазона // Антенны. 2016. № 10. С. 20–33.
6. Батаев В.Я., Демшевский В.В., Цитович А.А., Левашов М.С., Гринев А.Ю., Багно Д.В., Зайкин А.Е., Ильин E.В. Разработка системы излучения АФАР на основе печатного вибраторного излучателя // Сб. тезисов докл. науч.-технич. конф. АО «НПП «Исток» им. Шокина» «СВЧ-электроника – 2018. 75 лет развития». 15–16 мая 2018 г., г. Фрязино. С. 63–64.
7. Charland S. Future electronic warfare: Counter-missile technologies / Electronic Countermeasures. Special Report / M. Richards, Ed. UK: Global Business Media. 2011. P. 3–11. [Электронный ресурс] / URL: https://pdfslide.net/documents/special-reportelectronic-countermeasures.html. (дата обращения: 15.03.21).
8. Батаев В.Я., Демшевский В.В., Цитович А.А., Левашов М.С., Гринев А.Ю., Багно Д.В., Зайкин А.Е., Ильин E.В. Разработка излучающего полотна АФАР X-диапазона на основе печатного вибраторного излучателя // Науч.-технич. сб. «Электронная техника». Сер. 1 «СВЧ-техника». 2019. № 3 (542). С. 63–75.
9. Галкина Е.В., Устинов Д.П. Модуль МПП для АФАР X-диапазона / Радиолокационные системы специального и гражданского назначения. 2013–2015 / Под ред. Ю.И. Белого. М.: Радиотехника. 2013. С. 168–174.
10. Далингер А.Г., Иовдальский В.А., Шацкий С.В., Новоселец В.И. Конструкция приемопередающего модуля АФАР СВЧ-диапазона // Электронная техника. Сер. 1 «СВЧ-техника». 2016. № 1 (528). С. 95–104.
11. Gupta K.C., Garg R., Bahl I., Bhartia P. Microstrip lines and slotlines. 2nd Ed. Norwood. MA: Artech House. 1996.
12. Алексеев О.С., Бронников Д.В., Багно Д.В., Зайкин А.Е., Ильин Е.В. Устройства сопряжения приемопередающего модуля с излучающими элементами АФАР X-диапазона // Успехи современной радиоэлектроники. 2018. № 6. С. 37–44.
13. Инденбом М.В. Антенные решетки подвижных обзорных РЛС. Теория, расчет, конструкции. М.: Радиотехника. 2015.
14. Гринев А.Ю., Багно Д.В., Мосейчук Г.Ф., Синани А.И. Широкополосные системы излучения для антенных систем с электронным управлением лучом многофункциональных радиоэлектронных комплексов // Антенны. 2013. № 3. С. 3–13.
15. Ильин Е.В., Милосердов М.С., Темченко B.C. Печатная логопериодическая фазированная антенная решетка L-диапазона, размещенная в ограниченном объеме // Антенны. 2013. № 3. С. 14–21.
16. Багно Д.В., Балина И.А., Гринев А.Ю., Зайкин А.Е. Двухдиапазонный щелевой металлодиэлектрический неоднородный излучатель для фазированных антенных решеток // Антенны. 2013. № 4. С. 22–27.
17. Гринев А.Ю., Волков А.П., Синани А.И., Мосейчук Г.Ф. Полосно-заграждающие частотно-селективные структуры для контроля диаграммы обратного рассеяния линейной АФАР L-диапазона // Антенны. 2016. № 10. С. 96–101.
18. Grinev A.Yu., Volkov A.P., Krasnolobov I.I., Baskov K.M., Kakshin V.V. Stop-band frequency-selective structures for controlling back-scattering pattern of L-band linear antenna arrays // 2017 Progress In Electromagnetics Research Symposium – Spring (PIERS). St. Petersburg, Russia. 2017. P. 2179–2184.
19. Гринев А.Ю., Волков А.П. Теоретическое и экспериментальное исследования частотно-селективных структур для снижения рассеивающих свойств ФАР // Радиотехника и электроника. 2019. Т. 64. № 6. C. 549–557.
20. Sievenpiper D.F., Zhang L., Broas R.F.J., Alexopolous N.G., Yablonovitch E. High-impedance electromagnetic surfaces with a forbidden frequency band // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1999. V. 57. № 11. P. 2059–2074.
21. Гринев А.Ю., Ильин Е.В., Волков А.П. Расчет параметров поверхности с высоким импедансом для низкопрофильных вибраторных антенн // Антенны. 2012. № 10. С. 57–62.
22. Volkov A.P., Kozlov K.V., Kurochkin A.P., Grinev A.Yu. Enhanced directivity of low-profile wideband antenna based on artificial magnetic conductor // 2017 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). Divnomorskoe, Russia. 2017. P. 353–356.
23. Гринев А.Ю., Курочкин А.П., Волков А.П. Низкопрофильная развязанная антенная система на основе поверхности с высоким импедансом // Антенны. 2014. № 9. С. 4–11.
24. Гринев А.Ю., Ильин Е.В., Евсеев Д.А. Улучшение поляризационных характеристик микрополосковых фазированных антенных решеток с линейной поляризацией // Антенны. 2017. № 10. С. 3–10.