C. Н. Разиньков1, О. Э. Разинькова2, А. В. Савченко3
1–3 ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

1 razinkovsergey@rambler.ru, 2 olgarazinkovaic@icloud.com, 3 nomenate1@gmail.com

Постановка проблемы. Построение средств информационного обмена с распространением сигналов по ионосферному каналу включает в себя нахождение параметров конструкции антенных систем, обеспечивающих устойчивость передачи-приема сообщений при сезонных и суточных флюктуациях пространственных и электрофизических параметров газовой разреженной плазмы в слоях атмосферы. Показатели пространственно-частотной избирательности приемопередающих структур устанавливаются при прогнозировании предельно допустимых отклонений лучевых траекторий и замираний (федингов амплитуды) пространственной волны вследствие рефракции на трассе распространения. В интересах маневрирования частотами радиопередатчиков в различное время года и суток для сокращения потерь энергии сигналов целесообразно применять масштабно-инвариантные кольцевые решетки вертикальных несимметричных вибраторов. Скейлинговые соотношения электрических размеров решеток обусловливают подобие фрагментов, обеспечивающее инвариантность условий передачи-приема при изменении оптимальной рабочей частоты канала. Для определения рационального технического облика таких структур требуется разработка электродинамических моделей и проведение анализа взаимосвязей диапазонных и направленных свойств с параметрами конструкций.

Цель. Провести анализ взаимосвязей характеристик и параметров конструкций масштабно-инвариантных кольцевых решеток вертикальных несимметричных вибраторов для определения облика структур передачи-приема сигналов по ионосферному каналу.

Результаты. С использованием интегральных уравнений Халлена с ядрами в виде функций Грина для вертикальных линейных антенн, расположенных вблизи плоской границы раздела сред с различными значениями диэлектрической проницаемости, в приближении проволочной модели конструкции, заключающемся в замене поверхностных токов эквивалентным осевым распределением, выполнена постановка краевой задачи для масштабно-инвариантной кольцевой решетки вертикальных несимметричных вибраторов. За счет задания граничных условий для тангенциальных составляющих суперпозиции облучающей плоской электромагнитной волны и полей вторичного излучения на поверхностях антенных элементов и контроля непрерывности распределения токов в точках подключения выходов противофазно-симметричных двухпроводных распределительных линий с перекрещивающимися участками проводников при получении уравнений учтены электромагнитные связи в решетке. На основе частичного обращения интегральных операторов краевой задачи методом Крылова – Боголюбова проведен анализ диаграмм направленности исследуемых структур и установлены закономерности изменения пространственно-частотной избирательности передачи-приема сигналов при различных значениях параметров конструкций.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют обосновывать рациональный технический облик решеток для достижения высоких уровней усиления сигналов в диапазонах частот и секторах углов в соответствии с условиями достижения и поддержания устойчивости информационного обмена по ионосферному каналу.

Разиньков C.Н., Разинькова О.Э., Савченко А.В. Электродинамический анализ масштабно-инвариантных кольцевых решеток вертикальных несимметричных вибраторов // Антенны. 2025. № 3. С. 5–14. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202503-01

1. Головин А.В., Простов С.П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи / Под ред. А.В. Головина. М.: Горячая линия-Телеком. 2006.
2. Артемов М.Л., Борисов В.И., Маковий В.А. и др. Автоматизированные системы управления, радиосвязи и радиоэлектронной борьбы / Под ред. М.Л. Артемова. М.: Радиотехника. 2021.
3. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Связь. 1972.
4. Разиньков С.Н., Разинькова О.Э., Кныш М.В. Конструкции и характеристики антенных систем для приема радиосигналов при распространении по ионосферному каналу // Сб. трудов Х Всеросс. науч.-технич. конф. «Дальняя радиолокация на службе Отечеству». М.: Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана. 2024. С. 240–248.
5. Петров Б.М., Костромитин Г.И., Горемыкин Е.В. Логопериодические антенны. М.: Горячая линия-Телеком. 2005.
6. Неганов В.А., Табаков Д.П., Яровой Г.П. Современная теория и практические применения антенн / Под ред. В.А. Неганова. М.: Радиотехника. 2009.
7. Неганов В.А., Павловская Э.А., Яровой Г.П. Излучение и дифракция электромагнитных волн / Под ред. В.А. Неганова. М.: Радио и связь. 2004.
8. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука. 1986.
9. Селин В.И. О решении задач излучения приземных антенн // Радиотехника и электроника. 1996. Т. 41. № 7. С. 781–789.
10. Пономарев Л.И., Степаненко В.И. Сканирующие многочастотные совмещенные антенные решетки. М.: Радиотехника. 2009.
11. Ильинский А.С., Кравцов А.С., Свешников А.Г. Математические модели электродинамики. М.: Высшая школа. 1991.
12. Разиньков С.Н., Федоров А.В. Электродинамический анализ токов и диаграммы направленности логопериодической вибраторной антенны // Радиотехника. 2016. № 10. С. 165–170.