Статья: РАЗРАБОТКА КОМПАКТНОГО ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ ДЕЦИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН (2023)

Формулы электродинамики, широко используемые при описании объектов, содержащих диэлектрические среды, дают противоречащие физике результаты в случае, когда диэлектрическая проницаемость среды принимает отрицательное значение. Проблему снимают уточненные формулы, позволяющие рассчитывать электрические потенциалы точечного заряда и точечного дипольного момента, емкость конденсатора, а также плотность энергии электромагнитного поля и добротность материала. Формулы справедливы для любых сред как с положительной, так и с отрицательной действительной частью комплексной диэлектрической проницаемости.

Рассмотрена возможность применения прореженных классических линейных антенных решеток для синтеза на их основе двумерных прореженных MIMO антенных решеток. Рассмотрена MIMO антенная решетка, приемные и передающие элементы которой расположены на двух взаимно ортогональных линиях. На примере этой решетки показано, что диаграмма направленности ее виртуальной апертуры обладает свойством разделимости пространственных переменных. Это позволяет для линеек приемных и передающих элементов использовать расположение элементов прореженной классической линейной антенной решетки. Показано, что прореженная MIMO антенная решетка может формировать диаграмму направленности с более низким уровнем боковых лепестков, чем полная решетка, при сохранении ширины главного лепестка неизменной. Приведена зависимость, позволяющая определить пиковый уровень боковых лепестков двумерной прореженной MIMO антенной решетки при заданном коэффициенте прореживания. Received: 06.10.2023. Accepted: 01.11.2023.

В настоящей работе предложен новый класс глиссадных антенных решеток. Определены требования к амплитудно-фазовому распределению токов вдоль антенной решетки глиссадного радиомаяка, при котором угол глиссады не зависит от отражающих свойств подстилающей поверхности и уровня снежного покрова на ней. Предложна процедура построения антенной решетки из двух подрешеток, одна из которых излучает так называемый сигнал «несущая плюс боковые частоты», а вторая - сигнал «боковые частоты». Частным случаем найденной антенной решетки служит эквидистантная антенная решетка, в которой могут быть частично совмещены излучающие элементы подрешетки сигнала «несущая плюс боковые частоты» и подрешетки сигнала «боковые частоты». Экспериментальные исследования выполнены с 4-элементной эквидистантной антенной решеткой в составе глиссадного радиомаяка. Измерения глиссады воздушным судном-лабораторией в течение двух лет подтвердили стабильность положения глиссады при изменении высоты снежного покрова при использовании предложенной антенной решетки. Летные испытания образца системы посадки с представленным глиссадным радиомаяком показали, что система обеспечивает параметры по 3-й категории, т. е. при нулевой видимости при заходе самолета на посадку и при посадке.

Предложен принципиально новый подход к поверке и калибровке бортового оборудования радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку, заключающийся в использовании для этих целей непосредственно радиомаяков, находящихся в эксплуатации на действующих аэродромах. Теоретически и экспериментально исследовано оригинальное решение задачи проверки и калибровки бортового оборудования путем формирования посадочных радиосигналов с заданными значениями информационного параметра на основе сигналов непосредственно радиомаяка и передаче сформированных сигналов через окружающее пространство на вход бортовых приемников системы посадки. Показано, что серийно выпускаемые глиссадный и курсовой радиомаяки дециметрового диапазона длин волн, дополненные сумматором сигналов и передающей антенной с радиочастотным кабелем, позволят выполнить проверку и калибровку бортового посадочного оборудования с точностью, соответствующей требованиям ГОСТ 15827-70. Контроль показаний нулевого значения информационного параметра на индикаторе радиомаячной системы навигационно-пилотажного прибора путем излучения глиссадным радиомаяком сигналов с коэффициентом разнослышимости сигналов, равным нулю, экспериментально подтвержден при работе с радиотехнической системой ближней навигации РСБН-2С и РСБН-ПКВ, входящих в состав воздушных судов АН-26Ш, ТУ-134Ш, ТУ-134УБЛ. Контроль выполнен аэродроме на стоянках технического обслуживания воздушных судов.

Рассмотрены вопросы выбора параметров многослойной сферической линзы Люнеберга (ЛЛ) при ее реализации посредством аддитивных технологий. Проанализировано влияние электрических размеров и способа аппроксимации ЛЛ на ее электродинамические характеристики. Приведены зависимости затрат вычислительных ресурсов при анализе многослойных сферических структур такого типа. Предложены параметры слоев, обеспечивающие достижение оптимальных характеристик ЛЛ при меньшем числе разбиения тела линзы на слои. Описан порядок действий, необходимый для реализации ЛЛ методом 3D-печати. Предложена конструкция слоев многослойной линзы в виде многогранника Голдберга. Данные экспериментальных исследований подтвердили результаты расчетов и моделирования.