Электродинамическое моделирование и расчетно-экспериментальное исследование радиофизических характеристик сложных объектов, а также определение возможностей изменения этих характеристик, этап №1

В отчете представлены результаты, полученные в ИТПЭ РАН в 2024 г. в ходе выполнения работ по теме «Электродинамическое моделирование и расчётно-экспериментальное исследование радиофизических характеристик сложных объектов, а также определение возможностей изменения этих характеристик». Для радиопрозрачных укрытий антенных блоков системы от внешних воздействий, выполненных из разработанного в ИТПЭ РАН механически прочного метаматериала с близкой к единице диэлектрической проницаемостью, предложена и отработана антиобледенительная система, которая помещается на внешнюю сторону укрытия и минимально влияет на его радиотехнические характеристики. Антиобледенительная система представляет включение в метаматериал стенки укрытия и состоит из сетки проводов, искривлённых в виде меандра. При пропускании тока через сетку проводов выделяется джоулево тепло, что обеспечивает антиобледенительный эффект. Показано, что сетка из искривлённых в виде меандров проводов позволяет обеспечить очень широкий диапазон частот, в котором такая сетка практически не рассеивает электромагнитную волну. Исследованы паразитные узкополосные резонансы в сетке проводов антиобледенительной системы, которые проявляются как резкое уменьшение коэффициента прохождения в узком диапазоне частот, и показано, что паразитные резонансы незначительно ухудшают радиотехническое качество укрытия. Выполнены численные и натурные эксперименты по исследованию свойств разработанной антиобледенительной системы в составе радиопрозрачного укрытия. Предложены конструкции диффузных рассеивателей с большим входом в виде полости со спиралью Архимеда (буровым шнеком) и в виде систем квазислучайно расположенных однотипных металлических треугольников и стержней, которые можно помещать на большие поверхности. Показано, что предложенные конструкции обеспечивают достаточно полную хаотизацию падающей волны в объёме рассеивателя, что обеспечивает стабилизацию интенсивности обратного и двухпозиционного рассеяния. Сделан вывод, что диффузные рассеиватели без поглотителя можно использовать как структуры, вид диаграммы рассеяния от которых с точностью до некоторых осцилляций не зависит ни от частоты, ни от поляризации, ни от направления облучения, ни от плоскости наблюдения, при среднем уровне эффективной поверхности рассеяния, соответствующем площади входа рассеивателя. Предложено диффузные рассеиватели с поглотителем использовать как широкополосные поглощающие конструкции. Системы квазислучайно расположенных металлических треугольников и стержней обладают механической устойчивостью и поэтому могут быть применены на открытых пространствах. Коэффициент отражения при наклонном облучении является важной электродинамической характеристикой материалов, в том числе перспективных, которую необходимо знать для решения вопросов практического применения материалов. Были произведены доработки специализированного стенда ИТПЭ РАН для измерения бистатического коэффициента отражения, а именно была развита методика обработки сигналов при проведении измерений, разработан линзовый коллиматор для облучения исследуемого образца и определены наилучшие конфигурации образцов материалов. Методика обработки сигналов при измерениях на бистатическом стенде базируется на селекции фонового сигнала во временной области. Система антенна-линза позволяет создать поле с заданными характеристиками в рабочей области расположения образца. Были разработаны и изготовлены конфигурации плоских образцов материалов для уменьшения влияния дифракции на краях образцов на точность измерения коэффициента отражения.