Реєстраційний номер
0220U100530,
0117U004854
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Компактна антенно-фідерна система з друкованих антен для радіолокації ближньої дії
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Бутрим Александр Юрьойвич,
Дата реєстрації
21-01-2020
Організація виконавець
Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна
Опис етапу
Об’єкт дослідження – процес випромінювання, взаємодія електромагнітних сигналів з метаматеріалами.
Мета роботи – створення антено-фідерної системи за планарною друкованою технологією з використанням підкладки з метаматеріалу (метаповерхні), яка б мала корисні властивості щодо низького рівня прямої взаємодії між випромінюючим та приймаючим портами, компактністю, низькою вагою, діапазонністю та достатньою спрямованістю для використання у радіолокації ближньої дії. Додатково ставиться на меті створити обчислювальні методи, що дозволять адекватно обрахувати взаємодію полів випромінювання з метаматеріалами (метаповерхнями), що є обмеженими у просторі та складаються з елементів різного розміру або шарів різного періоду.
Методи дослідження – теорія ефективного середовища, метод модового базису, метод кінцевих різниць у часовій області.
Результати роботи: у наближенні завданого розподілу поверхневого току, створено аналітичну модель прямокутної мікросмужкової НВЧ-антени на підкладці, у яку симетричним чином вбудовано метаматеріальний шар у вигляді металічної сітки паралельних циліндричних дротів циліндричної форми. Проведено аналіз випромінюючих характеристик такої антени у НВЧ діапазоні.
Опис продукції
Створено метод розрахунку періодичних структур на основі методу модового базису. Створено строгу теорію ефективного середовища для метаматеріала у вигляді безмежного ізотропного діелектрика з періодично вбудованими в нього немагнітними металевими включеннями циліндричної форми, що є придатною для широкого діапазону частот. Створено модель прямокутної патч-антени з підкладкою з зазначеного метаматеріалу. Модельовано та виготовлено антени для широкосмугової локації на основі конструкції рупора з щілинною лінією, що розширюється, яка доповнена закругленням на кінці апертури для покращення узгодження антени. Створені обчислювальні методи здатні з суттєво кращою збіжністю отримувати результати щодо періодичних структур (метаматеріалів) у значно ширшому діапазоні частот. Запропонована патч-антена з метаматеріальною підкладкою має суттєві переваги в об’ємному профілі, значеннях коефіцієнту корисної дії та коефіцієнту посилення за потужністю, інтенсивності близького поля, та мультидіапазонністю в порівнянні з вже існуючими аналогами з діелектричними підкладками. Запропоновані рупорні антени мають краще узгодження порівняно з існуючими аналогами, їх доповнення елементами на основі запропонованих метаматеріалів дозволить також суттєво зменшити рівень паразитного випромінювання в боки та назад. Мікросмужкові антени є найбільш дешевими у виробництві. Проте відносно погана узгодження імпедансів таких антен робить їх малопридатними в різних додатках, наприклад, в радіолокації. Використання метаматеріалів при створенні підкладок мікросмужкових антен дозволить створити відносно дешеве виробництво антено-фідерних систем для радіолокації ближньої дії, які будуть конкурентоспроможними на світовому ринку.
Автори роботи
Білошенко Констянтин Сергійович
Биков Віктор Миколайович
Бутрим Олександр Юрійович
Вінніченко Сергій Олександрович
Грідіна Валентина Анатоліївна
Демченко Олексій Анатолійович
Легенький Максим Миколайович
Рибін Олег Миколайович
Шульга Сергій Миколайович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
