ТРАНСФОРМАТОРЫ ПОЛЯРИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН МИКРОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ ПЕЧАТНЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК
Аннотация
Статья посвящена анализу результатов численного исследования характеристик
рассеяния печатных поляризаторов на основе электродинамического моделирования мик-
рополосковых дифракционных решеток. Задачи моделирования решены методом инте-
грального уравнения. С помощью разработанной математической модели выполнено все-
стороннее численное исследование микроволновых трансформаторов поляризации поля
возбуждающей поляризаторы электромагнитных волн, выполненных в виде многоэлемент-
ных мультипланарных печатных отражательных антенных решеток. На основе проведен-
ных исследований найдены конструктивные решения для поляризаторов в интегральном
исполнении, реализующих функции трансформаторов поляризации волн микроволнового
диапазона. Рассмотрены вопросы конструктивного синтеза планарных поляризаторов для
создания устройств трансформации поляризации, интегрируемых в излучающие и распре-
делительные системы современных многоэлементных фазированных антенных решеток в
печатном исполнении. Получены численные результаты электродинамического моделиро-
вания трансформаторов поляризации волн микроволнового диапазона на основе печатных
дифракционных решеток, которые могут быть использованы для выбора наиболее рацио-
нальных вариантов топологий поляризаторов при разработке многофункциональных обте-
кателей в антеннах СВЧ. На основе полученных численных данных рассматриваются воз-
можности применения ряда вариантов плоских дифракционных решеток в качестве поля-
ризаторов проходного и отражательного типа в составе антенных обтекателей. Пред-
ложенные в работе трансформаторы поляризации электромагнитного поля в виде муль-
типланарных печатных решеток, входящих в состав антенных обтекателей, предназначе-
ны для обеспечения расширения функциональных возможностей перспективных радио-
электронных средств, содержащих сканирующие антенные решетки, устанавливаемые
под антенными обтекателями. Кроме того, применение предложенных в работе твист-
рефлекторов и пространственных поляризаторов в составе интеллектуальных радио-
электронных покрытий открывает дополнительные возможности по цифровому управле-
нию полями рассеяния различных объектов радиолокационного наблюдения, позволяя созда-
вать желаемые радиолокационные образы защищаемых объектов.
Литература
primeneniya: monografiya [Frequency-selective surfaces. Design methods and applications:
monograph]. Taganrog: Izd-vo YuFU, 2019, 150 p.
2. Yatsenko V.V., Maslovski S.I., Tretyakov S.A., Prosvirnin S.L., Zouhdi S. Plane-wave reflection
from double arrays of small magnetoelectric scatterers, IEEE Transactions on antennas and
propagation, January 2003, Vol. 51, No. 1, pp. 2-11.
3. Zouhdi S., Couenon G.E., Fourrier-Lamer A. Scattering from a periodic array of thin planar
chiral structures – calculation and measurements, IEEE Transactions on antennas and propagation,
January 2003, Vol. 47, No. 1, pp. 1061-1065.
4. Kas'yanov A.O. Matematicheskoe modelirovanie i raschet kharakteristik rasseyaniya pechatnogo
chastotno-izbiratel'nogo antennogo obtekatelya [Mathematical modeling and calculation of scattering
characteristics of a printed frequency-selective antenna fairing], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie
nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2020, No. 6 (216), pp. 129-139.
5. Baklanov E.V. Kompleksnaya forma zapisi ellipticheski polyarizovannoy volny [Complex
form of elliptically polarized wave recording], Vestnik NGU. Seriya Fizika [Bulletin of the
NSU. Physics series], 2008, Vol. 3, Issue 2, pp. 118-122.
6. Kas'yanov A.O. Antennyy obtekatel' s uglovoy fil'tratsiey na osnove metallo-dielektricheskikh
difraktsionnykh reshetok [Antenna fairing with angular filtration based on metal-dielectric diffraction
gratings], Radiotekhnika [Radio Engineering], 2021, Vol. 85, No. 7, pp. 70-79.
7. Kas'yanov A.O. i dr. Razrabotka i primenenie kompozitnykh materialov s trebuemymi svoystvami:
monografiya [Development and application of composite materials with the required properties:
monograph], ed. by M.Yu. Zvezdinoy. Novosibirsk: Izd-vo ANS «SibAK», 2016, 198 p.
8. Kas'yanov A.O., Obukhovets V.A. Otrazhatel'nye antennye reshetki kak mikrovolnovye
komponenty intellektual'nykh pokrytiy [Reflective antenna arrays as microwave components
of intelligent coatings], Antenny [Antennas], 2001, Issue 4 (50), pp. 12-16.
9. Kas'yanov A.O., Obukhovets V.A. Chislennoe issledovanie mnogofunktsional'nykh obtekateley
antenn sudovykh RLS [Numerical study of multifunctional fairings of ship radar antennas],
Mater. 3-y MNTK «Perspektivnye tekhnologii v sredstvakh peredachi informatsii» –
(PTSPI’99) [Materials of the 3rd ISTC "Promising technologies in the media of information
transmission" – (PTSPI'99)]. Vladimir, 1999, pp. 160-166.
10. Kas'yanov A.O., Koshkid'ko V.G. Primenenie elektrodinamicheskikh metodov analiza pri
razrabotke antennykh sistem sudovykh RLS [Application of electrodynamic analysis methods
in the development of antenna systems of ship radars], Izvestiya TRTU. Spets. Vypusk: Mater.
45-y NTK PPS TRTU [Izvestia TRTU. Special Issue: Materials of the 45th STC of the TRTU
Teaching Staff], 2000, No. 1, pp. 19.
11. Kas'yanov A.O. Obtekatel' antenny sudovoy radiolokatsionnoy stantsii [The fairing of the antenna
of the ship's radar station], Tr. Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii "Izluchenie i
rasseyanie elektromagnitnykh voln" IREMV-2003, 16-20 iyunya 2003 g. [Proceedings of the
International Scientific Conference "Radiation and Scattering of electromagnetic waves"
IREMV-2003, June 16-20, 2003]. Taganrog: TRTU, pp. 96-99.
12. Kas'yanov A.O., Obukhovets V.A. Difraktsionnye reshetki kak ustroystva prostranstvennochastotnoy
i polyarizatsionnoy selektsii [Diffraction gratings as devices of spatial-frequency
and polarization selection], Sb. trudov III Mezhdunarodnogo simpoziuma «Konversiya nauki –
mezhdunarodnomu sotrudnichestvu» (Sibkonvers’99). Tomsk, 1999 [Proceedings of the III International
Symposium "Conversion of Science to International cooperation" (Sibconverse'99).
Tomsk, 1999], pp. 406-408.
13. Kasyanov A.O., Obukhovets V.A. Polarizing filters, converters and modulators based on controllable
microstrip diffraction arrays, Proceedings of III International Seminar/Workshop on
DIPED’98, 2-5 November 1998, Tbilisi, pp. 46-49.
14. Kas'yanov A.O., Obukhovets V.A. Polyarizatsionnye fil'try, preobrazovateli i modulyatory na
osnove upravlyaemykh mikropoloskovykh difraktsionnykh reshetok [Polarizing filters, converters
and modulators on the basis of controlled microstrip diffraction gratings],
Vserossiyskaya konferentsiya «Komp'yuternye tekhnologii v inzhenernoy i upravlencheskoy
deyatel'nosti»: Sb. tr. Ch. 2. Taganrog, 1999 [All-Russian Conference "Computer Technologies
in engineering and Management activities": Collection of works Part 2. Taganrog, 1999],
pp. 121-126.
15. Kas'yanov A.O., Sumatokhin K.V., Il'in I.V. Rekonfiguriruemyy mikrovolnovyy modul'
tsifrovogo upravlyaemogo radioelektronnogo pokrytiya s prostranstvenno-vremennoy
adresatsiey na osnove mikropoloskovoy otrazhatel'noy antennoy reshetki [Reconfigurable microwave
module of a digital controlled radioelectronic coating with spatio-temporal addressing
based on a microstrip reflective antenna array], Uspekhi sovremennoy radioelektroniki [The
successes of modern radio electronics], 2013, No. 8, pp. 101-109.
16. Kas'yanov A.O., Obukhovets V.A. Sumatokhin K.V. Upravlyaemye tvist-reflektory na osnove
rekonfiguriruemykh mikropoloskovykh reshetok [Controlled twist reflectors based on reconfigurable
microstrip arrays], Antenny [Antennas], 2013, Issue 10 (197), pp. 29-36.
17. Kas'yanov A.O. Aperturnye antenny v pechatnom ispolnenii. Metody proektirovaniya i oblasti
primeneniya [Aperture antennas in printed form. Design methods and applications]. Rostovon-
Donu; Taganrog: Izd-vo YuFU, 2021, 203 p.
18. Kas'yanov A.O. Rezul'taty chislennogo issledovaniya kharakteristik rasseyaniya antennykh
obtekateley na osnove metallodielektricheskikh difraktsionnykh reshetok [Results of a numerical
study of the scattering characteristics of antenna fairings based on metal-dielectric diffraction
gratings], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences],
2021, No. 2 (219), pp. 91-105.
19. Kas'yanov A.O. chastotno-izbiratel'nyy antennyy obtekatel' na osnove metallodielektricheskikh
difraktsionnykh reshetok i perforirovannykh ekranov [Frequency-selective
antenna fairing based on metal-dielectric diffraction gratings and perforated screens], Antenny
[Antennas], 2021, No. 3, pp. 39-49.
20. Obukhovets V.A., Kas'yanov A.O. Mikropoloskovye otrazhatel'nye antennye reshetki. Metody
proektirovaniya i chislennoe modelirovanie [Microstrip reflective antenna arrays. Design
methods and numerical modeling]. Moscow: Radiotekhnika. 2006, 240 p.
21. Kasyanov A.O. The polarizing Properties of Periodic Printed Reflectarrays from the Elements
of The Complicated Shape, Proceedings of the 24-th ESA Antenna Workshop on Innovate Periodic
Antennas, 30 May-1 June 2001, ESTEC, Noordwijk, The Netherlands.
22. Osipov O.V., Pocheptsov A.O., Antipova T.A. Elektrodinamika planarnykh otrazhayushchikh
struktur s kiral'nymi sloyami na osnove tonkoprovolochnykh spiral'nykh elementov [Electrodynamics
of planar reflecting structures with chiral layers based on thin-wire spiral elements],
Fizika volnovykh protsessov i radiotekhnicheskie sistemy [Physics of wave processes and radio
engineering systems], 2018, Vol. 21, No. 3, pp. 59-65.
23. Kas'yanov A.O. Konstruktivnyy sintez pechatnogo fazokorrektiruyushchego tvist-reflektora s
uluchshennymi kharakteristikami [Constructive synthesis of a printed phase-correcting twist
reflector with improved characteristics], Radiotekhnika [Radio engineering], 2011, No. 9,
pp. 30-38.
24. Kas'yanov A.O. Tvist-polyarizatory na osnove mikropoloskovykh difraktsionnykh reshetok
[Twist polarizers based on microstrip diffraction gratings], Antenny [Antennas], 2002, Issue 5
(60), pp. 34-39.
25. Kas'yanov A.O., Kas'yanova A.N. Elektrodinamicheskiy analiz i razrabotka SAPRorientirovannykh
matematicheskikh modeley pechatnykh antennykh reshetok: monografiya
[Electrodynamic analysis and development of CAD-oriented mathematical models of printed
antenna arrays: monograph]. Taganrog: Izd-vo YuFU, 2017, 300 p.
