Е.И. Минаков1, С.Н. Разиньков2, О.Э. Разинькова3

1 ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет» (г. Тула, Россия)

2,3 ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

1 eminakov@bk.ru, 2 razinkovsergey@rambler.ru, 3 olgarazinkovaic@icloud.com

Постановка проблемы. Искусственные покрытия с анизотропными отражательными свойствами используют как эффективное средство защиты объектов от обнаружения комплексами радиолокационного мониторинга. Метаматериалы представляют собой однородные диэлектрические среды, в состав которых включены проводящие киральные элементы. К числу таких элементов, наиболее распространенных в практике синтеза защитных покрытий, относятся спиральные конструкции на основе разомкнутых колец с присоединенными к краям разрывов параллельными отрезками. Для исследования вторичного электромагнитного излучения кирального элемента для рационального выбора конструктивных параметров в соответствии с требованиями к отражательным характеристикам покрытия важное значение приобретают вопросы построения электродинамической модели и анализа закономерностей возбуждения электрическим полем стороннего источника. Диаграммы рассеяния радиоимпульсов определяются по результатам решения математически некорректных систем интегральных уравнений с пространственно-временны́ми дифференциальными операторами относительно эквивалентных осевых распределений токов и зарядов на кольце и присоединенных отрезках методом последовательного продвижения по времени.

Цель. Провести исследование рассеивающих свойств кирального элемента для различного вида огибающих и при различных значениях частотно-временны́х параметров облучающих радиоимпульсов.

Результаты. Исследована энергетическая диаграмма рассеяния радиоимпульсов киральным элементом при начальных условиях нестационарного возбуждения токов и зарядов, а также при граничных условиях для электрического поля на поверхностях кольца и отрезков. Постановка задачи возбуждения сформулирована в приближении проволочной конструкции, что позволило установить соответствие между поверхностными плотностями и эквивалентными пространственно-временными распределениями токов и зарядов на продольной оси отражателя. Определены комплексные амплитуды эквивалентных токов и зарядов по значениям нулевых пространственных гармоник рядов Фурье с выполнением калибровки Лоренца для векторного и скалярного потенциалов элемента, для которого энергетическая диаграмма рассеяния найдена с использованием асимптотического представления поляризационных составляющих вторичного электрического поля в дальней зоне по результатам частичного обращения оператора поставленной задачи методом последовательного продвижения по времени при аппроксимации эквивалентных осевых токов и зарядов последовательностями кусочно-постоянных пространственных и временны́х базисных функций [4, 6].

Практическая значимость. Выявленные закономерности вторичного электромагнитного излучения позволяют обосновать габаритные размеры киральных элементов с требуемыми рассеивающими свойствами и определить коэффициент отражения покрытия из метаматериала, что в результате дает возможность оценить степень снижения вторичного электромагнитного излучения объекта с киральной оболочкой в диапазонах рабочих частот радиолокационных комплексов.

Минаков Е.И., Разиньков С.Н., Разинькова О.Э. Энергетическая диаграмма рассеяния радиоимпульсов на проводящем элементе кирального материала // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 9. С. 118−127. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202609-12

1. Разинькова О.Э. Основные направления развития базовых технологий радиолокационной разведки и снижения заметности объектов // Воздушно-космические силы: теория и практика. 2021. № 19. С. 96−108.
2. Неганов В.А., Осипов О.В. Отражающие, волноведущие и излучающие структуры с киральными элементами. М.: Радио и связь. 2006. 280 с.
3. Самсонов А.В. Макроскопическая электродинамика. Вопросы теории пространственно-временных преобразований. М.: Радиотехника, 2006. 64 с.
4. Буханец Д.И., Разиньков С.Н., Разинькова О.Э. Энергетическая диаграмма рассеяния на тонком идеально проводящем кольце с разрывом // Нелинейный мир. 2018. № 5. С. 53−58.
5. Стрижков В.А. Моделирование переходных электромагнитных процессов в вибраторных антенных решетках // Антенны. 2006. № 11(114). С. 50−55.
6. Дорошевич В.К., Разиньков С.Н., Разинькова О.Э. Дифракция радиоимпульсов на идеально проводящем бианизотропном киральном элементе // Наукоемкие технологии. 2019. Т. 20. № 2. С. 48−58.
7. Стрижков В.А. Особенности численной реализации метода моментов при решении интегральных уравнений проволочных систем // Радиотехника и электроника. 1989. Т. 34. № 5. С. 961−964.
8. Догадин Н.Б. Основы радиотехники. СПб.: Лань. 2007. 272 с.