Способ изготовления разреженной антенны с уменьшенными массой и эффективной площадью рассеяния

Чинь Суан Ба¹, Газизов Тальгат Рашитович¹

¹Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники.

DOI 10.24412/2410-9916-2026-4-053-066

Полный текст статьи

XML JATS

Аннотация

Постановка задачи: к современным антеннам, в зависимости от применения, могут предъявляться одновременно требования по массе и радиолокационной заметности. Между тем известные способы снижения эффективной площади рассеяния (ЭПР) антенн, как правило, требуют введения дополнительных слоёв, структур или специальных материалов, то есть достигают результата ценой увеличения массы и усложнения конструкции. Поэтому актуален поиск способов, снижающих ЭПР не такой ценой. Цель работы – представить способ изготовления разреженной антенны на основе проводной сетки (ПС), обеспечивающий одновременное уменьшение её массы и ЭПР, на который авторами оформляется патент. Используемые методы: при обосновании технического решения и моделировании его функционирования в среде MATLAB использованы метод моментов и аппроксимация оптимальной токовой сеткой. Новизна: использование при разреживании ПС двух пороговых значений, задающих базовую и опорную структуры, и дополнительное исключение проводов по критерию их вклада в рассеяние при возбуждении антенны падающей волной (с линейной ?-поляризацией) из заданного множества направлений. Результат: на примере проводно-сеточной монопольной антенны число проводов экрана уменьшено с 1625 до 1081, то есть масса уменьшена в 1,5 раза, при этом моностатическая ЭПР в направлении нормали к плоскости экрана антенны в полосе 2,2–10 ГГц снижена в среднем на 3,85 дБ (максимально на 7,38 дБ), а характеристики согласования и излучения остались близкими к полученным для антенны из полной ПС. Практическая значимость: решение позволяет снижать ЭПР антенны без введения дополнительных структур и материалов, что делает его применимым при проектировании антенн с жёсткими требованиями одновременно по массе и малозаметности.

Ключевые слова

проводная сетка, разреженная антенна, эффективная площадь рассеяния, метод моментов, снижение массы.

Ссылка на статью

Чинь С. Б., Газизов Т. Р. Способ изготовления разреженной антенны с уменьшенными массой и эффективной площадью рассеяния // Системы управления, связи и безопасности. 2026. № 4. С. 53-66. DOI: 10.24412/2410-9916-2026-4-053-066

Литература

1. Грибков А. С., Грибков В. С., Громов А. Н., Ковалев С. В., Нестеров С. М., Олейник В. М., Скородумов И. А. Радиолокационная антенна с уменьшенной эффективной площадью рассеяния // Патент на изобретение RU 2589250 C1, опубл. 10.07.2016, бюл. № 19.

2. Головков А. А., Девятков А. Г., Козлов С. В., Мальцев А. М., Москалев В. Я. Устройство уменьшения эффективной поверхности рассеяния антенн // Патент на изобретение RU 2304329 C1, опубл. 10.08.2007, бюл. № 22.

3. Кик М. А., Терехова Е. В., Шиляев А. А., Зайцев С. А., Зайцева Т. В., Сальников В. Ю., Рагуткин А. В., Шиляева А. А., Козлов К. В., Сигов А. С. Щелевая антенна с поглощающим покрытием, содержащим наноструктурированные проводящие нити из полуметаллов // Патент на изобретение RU 2716882 C1, опубл. 17.03.2020, бюл. № 8.

4. Azizi Y., Soleimani M., Sedighy S. H., Matekovits L. Low-cost, low-profile wide-band radar cross section reduction using dual-concentric phase-gradient modulated surface // Electronics. 2021. Vol. 10. No. 13. Art. 1552. doi: 10.3390/electronics10131552.

5. Saxena G., Awasthi Y. K., Jain P. Design of metasurface absorber for low RCS and high isolation MIMO antenna for radio location & navigation // AEU – International Journal of Electronics and Communications. 2021. Vol. 133. Art. 153680. doi: 10.1016/j.aeue.2021.153680.

6. Han J., Jia D., Du B., Han G., Jia Y., Zhao Z. Design of broadband low-RCS array antennas based on characteristic mode cancellation // Electronics. 2023. Vol. 12. No. 7. Art. 1536. doi: 10.3390/electronics12071536.

7. Ullah M. U., Latef T. B. A., Othman M., Hussein M. I., Alkhoori H. M., Yamada Y., Kamardin K., Khalid R. A progression in the techniques of reducing RCS for the targets // Alexandria Engineering Journal. 2024. Vol. 100. P. 153–169. doi: 10.1016/j.aej.2024.05.001.

8. Harrington R. F. Matrix methods for field problems // Proceedings of the IEEE. 1967. Vol. 55. No. 2. P. 136–149. doi: 10.1109/PROC.1967.5433.

9. Алхадж Хасан А. Ф., Газизов Т. Р. Способ изготовления антенны на основе проводной сетки // Патент на изобретение RU 2814795 C1, опубл. 04.03.2024, бюл. № 7.

10. Alhaj Hasan A. F., Nguyen M. T., Gazizov T. R. Modelling and designing wire-grid sparse antennas using MoM-based approaches for enhanced performance and reduced cost // Microwave Review. 2023. Vol. 29. No. 2. P. 83–94. doi: 10.18485/mtts_mr.2023.29.2.10.

11. Alhaj Hasan A. F., Nguyen M. T., Kuksenko S. P., Gazizov T. R. Wire-grid and sparse MoM antennas: past evolution, present implementation, and future possibilities // Symmetry. 2023. Vol. 15. No. 2. Art. 378. doi: 10.3390/sym15020378.

12. Nguyen M. T., Alhaj Hasan A. F., Gazizov T. R. Generating sparse wire-grid antennas using maximum current-based optimal current grid approximation // IEEE Open Journal of Antennas and Propagation. 2026. Vol. 7. No. 2. P. 652–665. doi: 10.1109/OJAP.2025.3543559.

13. Nguyen M. T., Gazizov T. R. Design of monopole antennas with various grounds for 2.4 GHz applications // AEU – International Journal of Electronics and Communications. 2025. Vol. 202. Art. 156050. doi: 10.1016/j.aeue.2025.156050.

14. Dang T. P., Nguyen M. T., Alhaj Hasan A. F., Gazizov T. R. Generation of sparse antennas and scatterers based on optimal current grid approximation // Algorithms. 2025. Vol. 18. No. 3. Art. 171. doi: 10.3390/a18030171.

15. Данг Т. Ф., Газизов Т. Р. Усовершенствование аппроксимации оптимальной токовой сеткой для разреженных рассеивающих структур // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 9. С. 181–192. doi: 10.18127/j00338486-202509-20.

16. Данг Т. Ф., Газизов Т. Р., Лукас К. С. Способ изготовления рассеивателя на основе проводной сетки // Патент на изобретение RU 2868642 С1, опубл. 24.08.2026, бюл. № 24.

17. Альтшуллер Г. С., Злотин Б. Л., Зусман А. В., Филатов В. И. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Теория и практика решения изобретательских задач. – Кишинёв: Картя Молдовеняскэ, 1989. – 381 с.

 Статья распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License.

  Метаданные статьи распространяются по лицензии CC0 1.0 Universal