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. Ключевой задачей построения наземных стационарных постов для информационного обмена по ионосферному каналу является разработка антенных систем, обеспечивающих высокие показатели пространственно-частотной избирательности передачи-приема сигналов при сезонных и суточных флюктуациях электрофизических параметров среды распространения. Эффективное решение данной задачи базируется на использовании в качестве приемопередающих структур решеток вертикальных несимметричных вибраторов, размещаемых на земной поверхности, на концентрических окружностях. Выбранная конфигурация решетки позволяет выполнять круговой обзор пространства с высоким коэффициентом направленного действия при ограничениях на площадь развертывания в составе приемопередающего поста. Рациональные варианты исполнения решеток устанавливаются на основе электродинамического анализа взаимосвязей параметров конструкций и характеристик передачи-приема сигналов.

Цель. Установить закономерности изменения направленных свойств решеток при различных электрических размерах, числе антенных элементов и концентрических окружностей.

Результаты. С использованием аппарата интегральных уравнений Халлена и численного метода Крылова–Боголюбова для их решения проведен электродинамический анализ кольцевых решеток вертикальных несимметричных вибраторов для стационарных наземных приемопередающих постов. Постановка краевой задачи выполнена с использованием принципа зеркальных отображений от плоской площадки, выбранной для размещения решетки на земной поверхности, которая в диапазоне длин волн ионосферного распространения обладает свойствами идеально проводящего материала. Из условия обращения в нуль касательных составляющих суперпозиции собственных электрических полей на поверхностях вибраторов и их равенства вертикальным проекциям полей, создаваемых генераторами электродвижущих сил в зазорах для подключения выходов распределительной линии, получена система интегральных уравнений с ядрами в виде функций Грина для точечных излучателей в однородной изотропной бесконечно протяженной среде относительно эквивалентных токов решетки. По результатам численного решения интегральных уравнений путем преобразования к системе линейных алгебраических уравнений для вычисления комплексных амплитуд эквивалентных токов антенных элементов при аппроксимации последовательностями кусочно-постоянных базисных функций исследована пространственно-частотная избирательность передачи-приема решетками с определенными параметрами конструкций. Выявлены закономерности изменения коэффициентов направленного действия решеток при различных электрических размерах, числе вибраторов и плотности их размещения на концентрических окружностях. Исследованы возможности повышения пространственно-частотной избирательности передачи-приема сигналов при распространении по ионосферному каналу.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют обосновывать рациональные варианты конструкций антенных решеток при совместном выполнении тактико-технических требований к функциональным свойствам и предельно допустимым размерам для развертывания в составе стационарных наземных приемопередающих постов.

Разиньков C.Н., Разинькова О.Э., Савченко А.В. Электродинамический анализ кольцевых решеток вертикальных несимметричных вибраторов // Антенны. 2025. № 4. С. 5–13. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202504-01

1. Габриэльян Д.Д., Звездина М.Ю., Касьянов А.О. и др. Антенны, СВЧ-устройства и их технологии / Под ред. А.А. Косогора. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2023.
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. Пономарев Л.И., Степаненко В.И. Сканирующие многочастотные совмещенные антенные решетки. М.: Радиотехника. 2009.
4. Неганов В.А., Павловская Э.А., Яровой Г.П. Излучение и дифракция электромагнитных волн / Под ред. В.А. Неганова. М.: Радио и связь. 2004.
5. Неганов В.А., Раевский С.Б., Яровой Г.П. Линейная макроскопическая электродинамика / Под ред. В.А. Неганова и С.Б. Раевского. М.: Радио и связь. 2001.
6. Бриккер А.М., Зернов Н.В., Мартынова Т.Е. Рассеяние электромагнитных волн приемной антенной из нескольких связанных вибраторов // Радиотехника. 1999. № 3. С. 18–21.
7. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука. 1986.
8. Сочилин А.В., Эминов С.И. Интегро-дифференциальные уравнения вибраторных антенн. Теория, методы решения и программы. Великий Новгород: Новгородский госуниверситет имени Ярослава Мудрого. 2016.