А. В. Богословский1, Д. Н. Борисов2, C. Н. Разиньков3
1, 3 ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)
2 Воронежский государственный университет (г. Воронеж, Россия)

1 bogosandrej@yandex.ru, 2 borisov@sc.vsu.ru, 3 razinkovsergey@rambler.ru

Постановка проблемы. Построение мобильных радиоэлектронных комплексов предполагает поиск технических решений по определению рациональных конструкций антенных систем, позволяющих обеспечить высокую надежность передачи-приема информации по радиоканалам при ограничениях на массогабаритные характеристики приемоизлучающих структур. Показатели пространственно-частотной избирательности аппаратуры следует определять при проявлении эффектов экранирования секторов рабочих углов несущими поверхностями и искажениях диаграмм направленности антенн вследствие дифракции электромагнитного поля на носителях. В интересах миниатюризации размеров внешнего оборудования эффективное применение в комплексах находят спиральные антенны, исполняемые по планарной технологии. Их конструктивные параметры определяются на основе анализа взаимосвязей с направленными свойствами с использованием электродинамических моделей приемоизлучающих структур, расположенных вблизи экранов, соответствующих фрагментам корпусов носителей.

Цель. Исследовать закономерности изменения диаграммы направленности двухзаходной спиральной антенны при различных параметрах ее конструкции и размерах подстилающего идеально проводящего плоского экрана.

Результаты. С использованием интегральных уравнений для эквивалентных осевых токов криволинейных идеальных проводников в приближении проволочной конструкции и поверхностных токов идеально проводящей бесконечно тонкой пластины с прямолинейными границами проведен электродинамический анализ двухзаходной спиральной антенны над экраном прямоугольной формы. Отмечено, что для учета электромагнитных связей в антенне и электромагнитного взаимодействия с экраном через вторичное излучение при постановке краевой задачи граничные условия применялись к суперпозиции электрических полей спиралей и пластины на поверхностях указанных элементов. По результатам численного решения интегральных уравнений, полученного в виде последовательностей кусочно-постоянных базисных функций с весовыми коэффициентами, равными значениям комплексных амплитуд токов в точках дискретизации спиралей и экрана, найдены диаграммы направленности двухзаходной спиральной антенны. Исследованы закономерности изменения направленных свойств антенны при различных параметрах ее конструкции и размерах идеально проводящей пластины. Показано, что наличие подстилающей поверхности приводит к возрастанию уровня боковых лепестков диаграммы направленности антенны относительно значений, характерных для свободного пространства, а в ряде случаев – к развалу главного луча вследствие нарушения амплитудно-фазового распределения токов спиралей, соответствующего закону бегущей волны.

Практическая значимость. На основе электродинамического анализа двухзаходной спиральной антенны над идеально проводящим экраном установлены взаимосвязи ее диаграммы направленности с параметрами конструкции и размерами несущей поверхности. Полученные результаты позволяют обосновывать технический облик антенны для достижения показателей пространственно-частотной избирательности передачи-приема сигналов согласно требованиям, обеспечивающим выполнение целевых функций мобильных радиоэлектронных комплексов.

Богословский А.В., Борисов Д.Н., Разиньков C.Н. Электродинамический анализ двухзаходной спиральной антенны над плоским идеально проводящим экраном с прямолинейными границами // Антенны. 2025. № 3. С. 15–25. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j03209601-202503-02

1. Тимошенко А.В., Разиньков С.Н., Разинькова О.Э. и др. Современное состояние и задачи совершенствования методических основ построения антенных решеток беспилотных радиотехнических комплексов // Воздушно-космические силы: теория и практика. 2020. № 14. С. 63–83.
2. Юрцев О.А., Рунов А.В., Казарин А.Н. Спиральные антенны. М.: Сов. радио. 1974.
3. Неганов В.А., Табаков Д.П., Яровой Г.П. Современная теория и практические применения антенн / Под ред. В.А. Неганова. М.: Радиотехника. 2009.
4. Король Д.Г. Плоская спиральная двухзаходная антенна для цифровой антенной решетки беспилотного летательного аппарата // Радиотехника. 2025. № 1. С. 123–131. DOI: DOI: 10.18127/j00338486-202501-11.
5. Резников Г.Б. Антенны летательных аппаратов. М.: Сов. радио. 1967.
6. Шатраков Ю.Г., Ривкин М.И., Цымбаев Б.Г. Самолетные антенные системы. М.: Машиностроение. 1979.
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. Капитонов В.А., Клюев Д.С., Мальцев А.С. и др. Характеристики двухзаходных конических логоспиральных антенн с сеточным и киральным рефлекторами // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2019. Т. 22. № 4. С. 33–43.
9. Пименов Ю.В., Ходьков Д.А. Излучение элементарного электрического вибратора, расположенного над плоским прямоугольным экраном // Радиотехника. 1990. № 11. С. 60–63.
10. Стрижков В.А. Особенности численной реализации метода моментов при решении интегральных уравнений проволочных систем // Радиотехника и электроника. 1989. Т. 34. № 5. С. 961–964.
11. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука. 1986.
12. Ходьков Д.А. Влияние прямоугольного экрана на излучение элементарного электрического вибратора // Известия Санкт-Петербургского электротехнического университета «ЛЭТИ» имени В.И. Ульянова (Ленина). 2019. № 6. С. 26–33.