М. Ю. Звездина1, А. М. Шапошникова2, Ю. А. Шокова3
1, 3 Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону, Россия)
2 ФГУП «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи» (г. Ростов-на-Дону, Россия)

Постановка проблемы. Переход систем связи в миллиметровый диапазон длин волн, а также особенности защиты антенны радиопрозрачным укрытием (РПУ) при установке ее на морском корабле делают актуальной выбранную тему исследований.

Цель. Провести анализ влияния пленки из соленой воды на поверхности устанавливаемого на морском корабле РПУ, а также места размещения антенны миллиметрового диапазона длин волн внутри него на искажение создаваемого во внешней области поля.

Результаты. Показано, что при установке на морской корабль антенн миллиметрового диапазона длин волн под радиопрозрачным обтекателем необходимо при расчете радиотехнических характеристик учитывать вносимые водяной пленкой на внешней поверхности обтекателя искажения в создаваемое амплитудно-фазовое распределение. Отмечено, что влияние водяной пленки проявляется в искривлении фазового фронта, а также нарушении симметрии создаваемого амплитудного распределения. Установлено, что степень солености воды проявляется в основном в искажении фазового распределения. Это обусловлено тем, что электрические параметры соленой и пресной воды различаются несильно. Выявлено, что искажения усиливаются для волн горизонтальной поляризации и при расположении центра качания антенны со смещением относительно линии симметрии обтекателя.

Практическая значимость. Приведенные закономерности позволяют научно обосновать выбор амплитудно-фазового распределения зеркальной антенны при установке ее внутри РПУ на морском корабле.

Звездина М.Ю., Шапошникова А.М., Шокова Ю.А. Влияние пленки из соленой воды на радиопрозрачном укрытии на амплитудно-фазовое распределение антенны миллиметрового диапазона // Антенны. 2023. № 2. С. 5–14. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j03209601-202302-01

1. Сухаревский О.И., Нечитайло С.В., Хлопов Г.И., Войтович О.А. Влияние снежного покрова на характеристики излучения рефлекторных антенн // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 6. С. 633–641.
2. Rappaport T.S., Xing Yu., MacCartney G.R., Molisch A.F., Mellios E., Zhang J. Overview of millimeter wave communications for fifth-generation (5G) wireless networks – with a focus on propagation models // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2017. V. 65. № 3. P. 6213–6230.
3. Тайгин В.Б., Лопатин А.В. Метод обеспечения высокой точности формы рефлекторов зеркальных антенн космических аппаратов // Космические аппараты и технологии. 2019. Т. 3. № 4 (30). С. 200–208.
4. Якимов А.Н. Проектирование микроволновых антенн с учетом внешних воздействий. Пенза: Изд-во ПГУ. 2004.
5. Саркисеев Е.Ж., Ляпунов Д.Ю., Бобихов Р.С., Петрусёв А.С. Визуальное моделирование ветровой нагрузки на рефлектор параболической антенны связи в программном продукте COMSOL Multiphysics // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3.
6. Патент № 2560809 РФ. Способ защиты от ветровых нагрузок на зеркальные антенны радиолокационных станций кругового обзора / Л.П. Демяносов, И.В. Орлов, И.В. Широков. Опубл. 20.08.2015. Бюл. № 23.
7. Патент № 2646947 РФ. Зеркальная антенна (варианты) / В.В. Хабаров, С.В. Люзжукин. Опубл. 12.03.2018. Бюл. № 8.
8. Патент № 195169 РФ. Внешнее защитное покрытие для стенок радиопрозрачных укрытий / В.С. Званцев, Р.П. Алексеев. Опубл. 16.01.2019.
9. Полезная модель № 181718 РФ. Радиопрозрачное укрытие для антенн / А.А. Плахотничеко, М.А. Тетерин, С.С. Жакович, Д.А. Рыжов, Г.В. Федорко. Опубл. 26.07.2018.
10. Полезная модель № 69328 РФ. Антенное укрытие корабельных радиоэлектронных средств / Г.А. Коржавин, П.А. Антонов, Ю.В. Фимушин, А.В. Сушков, М.Ю. Кальянов. Опубл. 10.12.2007.
11. Патент № 2514134 РФ. Антенная система с частичной металлизацией радиопрозрачного защитного кожуха / А.Ф. Гончаров, Р.В. Емельянов. Опубл. 27.04.2014. Бюл. № 12.
12. Патент № 2699306 РФ. Антенное укрытие / А.В. Волков, Е.В. Кравцов, Р.И. Рюмшин, М.А. Серебряков. Опубл. 04.09.2019. Бюл. № 25.
13. Патент № 2504053 РФ. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн / Ю.М. Патраков, А.В. Матвеенцев, Ю.А. Горев, И.Е. Карпова, А.А. Мотуш. Опубл. 10.01.2014. Бюл. № 1.
14. Патент № 2292101 РФ. Антенный обтекатель / Э.И. Седунов, В.В. Славин, М.Д. Гелемей, А.В. Сибиряткин, Н.В. Зайцева, Г.В. Коробейников, Л.А. Короткова, Л.Н. Иванова, Л.Л. Белоус, Ю.В. Тараканов. Опубл. 20.01.2007. Бюл. № 2.
15. Гуртовник И.Г., Соколов В.И., Трофимов Н.Н. и др. Радиопрозрачные укрытия из стеклопластика. М.: Мир. 2003.
16. Аронов С.Ю., Герасимов И.А., Минкин М.А. Исследование влияния климатических и механических факторов на характеристики полосковых антенн, размещаемых в диэлектрических укрытиях // Радиотехника. 2015. № 4. С. 6–11.
17. 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. № 7. С. 98–107.
18. Самбуров Н.В. Многочастотный способ измерения потерь в обтекателях // Вестник ЮУрГУ. Сер. Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2015. Т. 15. № 3. С. 83–94.
19. Бодрышев В.В., Ларин А.А. Анализ влияния формы крупногабаритных обтекателей на точность измерения величины потерь энергии // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 22. С. 348–353.
20. Басков К.М., Федоров С.А., Семененко В.Н., Политико А.А., Краснолюбов И.И., Чистяев В.А. Радиопрозрачный обтекатель с компенсационным слоем для снижения ошибок пеленга // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67. № 3. С. 244–248.
21. Макушкин И.Е., Дорофеев А.Е., Грибанов А.Н., Гаврилова С.Е., Синани А.И. Метод измерения угловых ошибок пеленга в системе «антенна – обтекатель» в области сканирования луча ФАР // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2019. № 2. С. 7–24.
22. Xu W., Jie Zh., Li P., Hu N., Qiu Y.Y. Amplitude-phase-based interval analysis method for radomes with thickness errors and its robust-design application // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2020. V. 19. № 7. P. 1103–1107.
23. Mancini A., Lebron R.M., Salazar J.L. The impact of a wet S-band radome on dual-polarized phased-array radar system performance // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2019. V. 67. № 1. P. 207–220.
24. Loh J.L., Chang W.-Y., Hsu H.-W., Lin P.-F., Chang P.-L., Teng Y.-L., Liou Y.-C. Long-term assessment of the reflectivity biases and wet-radome effect using collocated operational S- and C-band dual-polarization radars // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2022. V. 60. DOI: 10.1109/TGRS.2022.3170609.
25. Parry C., Fenn A., Morris A., Thomas H. Analysis and mitigation of the reflected power on an S-band planar phased array antenna transmitting in a wet spherical radome // Proc. IEEE International Symposium on Phased array systems & Technology (PAST–22). 2022. Waltham, MA, USA. DOI: 10.1109/PAST49659.2022.9974971.
26. Kurri M., Huuskonen A. Measurement of the transmission loss of the radome at different rain intensities // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2008. V. 25. № 9. P. 1590–1599.
27. Вельмискин Д.И., Куксенко В.В., Сиротенко Т.В. Влияние статистически неоднородных гидрообразований на поверхности укрытия на характеристики антенн МРЛ // Вiсник Одеського державного екологiчного унiверситету. 2006. Вып. 3. С. 131–139.
28. Басков К.М., Федоренко А.М., Федоров С.А. Методика расчета радиотехнических характеристик системы антенна – обтекатель // Журнал радиоэлектроники. 2016. № 2. [Электронный ресурс] / URL: http://jre.cplire.ru/jre/feb16/11/text.html (дата обращения: 27.01.2023).
29. Жидкова О.Г., Бородавин А.В., Митюшкина Д.В., Берсекова Н.В. Проектирование радиопрозрачных конструкций из композиционных материалов // Конструкции из композиционных материалов. 2020. № 1. С. 6–12.
30. Николаев П.В., Самбуров Н.В. Радиопрозрачные укрытия на основе листового фторопласта // Вопросы радиоэлектроники. Серия РЛТ. 2016. № 10. Вып. 2. С. 77–84.
31. Родионов Н.Н. Оптимизация формования полимерного композиционного материала с улучшенным комплексом характеристик // Пластические массы. 2019. № 3–4. С. 55–58.
32. Notaroš B.M. Meteorological electromagnetics // IEEE Antennas & Propagation Magazine. 2021. V. 63. № 2. P. 14–27.
33. ITU-R Р.527-6 (09/2021). Electrical characteristics of the surface of the Earth. Ser. Р. Radiowave propagation. Geneva: ITU-R. 2021.
34. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т. 1. М.: Наука. 1970.
35. Звездина М.Ю., Шапошникова А.М., Шокова Ю.А. Математическая модель процесса накопления воды в рефлекторе зеркальной антенны миллиметрового диапазона длин волн // Сб. трудов XXVIII Междунар. научно-технич. конф. «Радиолокация, навигация, связь». 27–29 сентября 2022 г. Воронеж. Т. 5. Воронеж: Изд. дом ВГУ. 2022. С. 131–144.
36. Сергиенко В.И., Денисенко Ю.П., Добржанский В.Г., Огнев Ю.Ф., Вердиев О.Ш., Душина Н.Е. Лабораторные испытания коррозионной стойкости легких сплавов методом соленого тумана путем моделирования субтропического климата // Вестник инженерной школы ДВФУ. 2015. № 3 (24). С. 85–89.
37. Соленость по географическим объектам [Электронный ресурс] / URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Солёность (дата обращения: 08.02.2023).