Статья посвящена актуальной проблеме – исследованию возможностей фазового гашения рассеянных электромагнитных волн с помощью тонких непоглощающих метаповерхностей Панчаратнама-Берри (ПБ) с генерацией вихревых волн с орбитальным угловым моментом (ОУМ) и спиралевидным фазовым фронтом. Целью работы является проектирование таких метаповерхностей (МП) на основе единичных ячеек гексагональной формы и традиционной квадратной формы и сравнение их характеристик рассеяния и возможностей широкополосного фазового гашения рассеяния. Метаповерхности с бездисперсной ПБ-фазой для волн круговой поляризации (КП-волн) состоят из ячеек, в которых углы поворота мета-частиц изменяются по заданному закону. Гексагональная ячейка (типа пчелиная сота) имеет шесть осей симметрии (вместо четырех у квадратной ячейки), что должно обеспечивать меньшее влияние разных углов поворота соседних мета-частиц МП на свойства коэффициентов отражения ячеек. В статье предложена мета-частица в виде перфорированного полоска в гексагональной ячейке, которая эффективно отражает ко-поляризованные КП-волны в полосе от 8,5 до 19,7 ГГц независимо от угла поворота мета-частицы. Спроектированы четыре модели МП из таких ячеек с генерацией ОУМ разного порядка. Симуляция рассеяния КП-волн методом конечных элементов подтвердила, что модели с гексагональными ячейками эффективнее снижают поле обратного рассеяния (свыше 10 дБ) по сравнению с квадратными ячейками (лишь на 8 дБ) в сверхширокой полосе частот от 8,5 до 20,8 ГГц. Обратное рассеяние снижается за счет генерации воронкообразных вихревых волн с модами ОУМ минус первого или плюс третьего порядков и фазовой сингулярности поля на оси вихрей. Полученные результаты могут быть полезны при выборе формы единичных ячеек метаповерхностей, предназначенных для широкополосного гашения рассеяния
Статья посвящена актуальной проблеме – снижению эффективной площади рассея- ния (ЭПР) объектов цилиндрической формы с помощью анизотропных метаповерхностей (МП). Целью работы является исследование анизотропных импедансных МП для само- адаптивного (к частоте облучения) гашения ЭПР цилиндрических металлических поверх- ностей при облучении волнами любой поляризации. Для достижения поставленной цели проанализированы известные принципы работы, конструкции и возможности МП для снижения эффективной площади рассеяния как плоских, так и цилиндрических металличе- ских поверхностей, включая поверхности электрически малого радиуса. Рассмотрены 2D-задачи рассеяния плоской электромагнитной волны ТЕ и ТМ поляризаций на модели цилиндрической метаповерхности (ЦМП) в форме кругового цилиндра с анизотропными гомогенизированными импедансными граничными условиями общего вида. Методом собст- венных функций получены аналитические выражения для матриц рассеяния цилиндриче- ской метаповерхности в базисах линейных (LP) и круговых (CP) поляризаций. Матрицы рассеяния позволяют решать различные задачи синтеза тензора импеданса ЦМП по за- данным характеристикам рассеяния в LP- и CP-базисах. В частности, синтезирован диа- гональный тензор импеданса ЦМП, обеспечивающий противофазность полей рассеяния волн ТЕ, ТМ поляризаций, а также двух согласно поляризованных рассеянных волн круговых поляризаций. Решена задача синтеза тензора импеданса ЦМП по заданному нулевому следу диагональной матрицы рассеяния с самоадаптивным (к частоте облучения) гашением волн любых поляризаций в низкочастотной области. Показано, что гашение эффективной пло- щади рассеяния ЦМП в обратном направлении составляет от 60 до 10 дБ в сверхшироком диапазоне значений электрического радиуса ka от 0,02 до 0,4. Рассчитаны характеристики рассеяния двух моделей маскировочных покрытий. Показано, что реактансная ЦМП на основе метачастиц в виде прямоугольных полосков снижает ЭПР на 10 дБ в низкочастот- ной полосе 200–520 МГц при падении волны ТМ поляризации и на 5 дБ в полосе 480–720 МГц в случае падения волны ТЕ поляризации.
