А. В. Богословский1, Д. Н. Борисов2, C. Н. Разиньков3, О.Э. Разинькова4
1, 3, 4 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, 4 olgarazinkovaic@icloud.com

Постановка проблемы. Совершенствование систем подвижной радиосвязи в условиях повышения требований к надежности выполнения целевых функций при расширении зон обслуживания абонентов и нарастании интенсивности информационного обмена достигается за счет оснащения базовых станций диапазонными кольцевыми антенными решетками. За счет сохранения инвариантности конструкции решетки при повороте на угловое расстояние между антенными элементами выполняется круговой обзор пространства в плоскости азимута с высоким коэффициентом направленного действия. Параметры антенной решетки при размещении на несущей конструкции определяются по результатам построения ее электродинамической модели и анализа показателей пространственно-частотной избирательности передачи-приема сигналов. При построении модели поверхность для крепления решетки представляется объектом из диэлектрического материала с подобием формы реальному носителю.

Цель. Исследовать направленные свойства антенной решетки при различных параметрах конструкции и электрофизических характеристиках несущей конструкции.

Результаты. С применением метода интегральных уравнений построена электродинамическая модель и проведен анализ решетки вертикальных несимметричных вибраторов на идеально проводящем плоском кольце, закрепленном на диэлектрическом цилиндре. Форма несущей конструкции выбрана для модельного представления шпиля высотного сооружения; диэлектрическая проницаемость материала принимала значения, характерные для сухого плотного и влажного пористого бетона. Постановка краевой задачи выполнена при граничных условиях для облучающей электромагнитной волны и поля рассеяния антенной системы, что позволило исследовать ее направленные свойства при взаимодействии между элементами через вторичное электромагнитное излучение. Для определения пространственной структуры поля использовано решение вспомогательной задачи дифракции плоской электромагнитной волны на диэлектрическом цилиндре, найденное при аппроксимации эквивалентных поверхностных токов рядами цилиндрических функций. На основе решения краевой задачи при частичном обращении операторов интегральных уравнений для эквивалентных осевых токов вибраторов и поверхностных токов кольца выявлены закономерности изменения диаграммы направленности антенной решетки при различных электрических размерах конструкции и значениях диэлектрической проницаемости цилиндра.

Практическая значимость. Закономерности изменения направленных свойств кольцевых решеток вертикальных несимметричных вибраторов, расположенных на шпиле высотного сооружения, позволяют оценивать реально достижимые показатели пространственной избирательности передачи-приема сигналов и обосновывать рациональные конструкции приемопередающих структур для базовых станций подвижной радиосвязи.

Богословский А.В., Борисов Д.Н., Разиньков C.Н., Разинькова О.Э. Электродинамический анализ кольцевой решетки вертикальных несимметричных вибраторов для базовой станции подвижной радиосвязи // Антенны. 2026. № 2. С. 38–47. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202602-04

1. Елисеев А.В., Погорелов В.А., Строцев А.А. и др. Теоретические основы телекоммуникационных радиотехнических систем и устройств / Под общ. 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. Основы теории и принципы построения / Под ред. М.Л. Артемова. М.: Радиотехника. 2021.
3. Специальная радиосвязь. Развитие и модернизация оборудования и объектов / Под ред. А.Л. Бузова и С.А. Букашкина. М.: Радиотехника. 2017.
4. Бузова М.А. Электродинамический анализ сложных антенных комплексов на основе интегральных уравнений. М.: Радиотехника. 2025.
5. Тарасов Д.В. Решение интегральных уравнений теории линейных антенн методом конечных элементов // Журнал Средневолжского математического общества. 2023. T. 25. № 1. С. 554–564.
6. 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.
7. Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Соловьева Е.Б. и др. Основы теоретической электротехники. СПб.: Лань. 2026.
8. Разиньков С.Н., Борисов Д.Н., Богословский А.В. Исследование направленных свойств решеток элементарных электрических вибраторов на круглых идеально проводящих цилиндрах конечной длины // Радиотехника. 2020. № 2 (3). С. 46–54.
9. Разиньков С.Н., Баранов С.О., Разинькова О.Э. Анализ диаграмм направленности и бистатического рассеяния линейных антенных решеток беспилотного летательного аппарата со сниженной радиолокационной заметностью // Радиотехника. 2020. № 5. С. 43–52.
10. Сетуха А.В. Метод интегральных уравнений в математической физике. М.: Издательство МГУ. 2023.
11. Kuehl H.H. Radiation from a radial electric dipole near a long finite circular cylinder // IRE Transaction. 1961. V. AP-9. № 6. P. 546–553.
12. Шорохова Е.А. Рассеяние электромагнитных волн, возбуждаемых элементарным источником, на круглом проводящем цилиндре конечных размеров // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47. № 5. С. 528–537.