Аннотация результатов, полученных в 2022 году
1.5.1 Впервые поставлена и решена задача синтеза анизотропной плоскости, реализованной системой двух частых решеток реактансных полос, ориентированных друг относительно друга под произвольным углом. Дано аналитическое представление тензора импеданса общего вида для таких структур (типа формул Ваншейна-Сивова). Впервые получены коэффициенты отражения для решеток неортогональных полос с неоднородным по своей длине импедансом. Сформулированы ограничения на класс реализуемых диаграмм рассеяния. 1.5.2 Впервые поставлена и решена двумерная задача синтеза неоднородной изотропной и анизотропной импедансных плоскостей, переотражающих падающую плоскую Н-поляризованную волну в M отраженных плоских произвольно поляризованных (для анизотропной структуры) волн в требуемых направлениях. Впервые введено понятие импедансной модели «черного» тела Кирхгофа для нескольких падающих волн произвольной поляризации и записан тензор импеданса этого тела, как общего вида, так и для структур с диагональными тензорами, представляющих собой частые решетки ортогональных импедансных полос. Даны формулы представления компонентов тензора общего вида (типа формул Ваншейна-Сивова) через диагональные элементы тензоров частых решеток импедансных полос. Впервые в рассмотрение введены дополнительные импедансные граничные условия (дополнительные слагаемые к искомым компонентам тензора импеданса) в виде компонент тензора импеданса «черного» тела Кирхгофа для систем падающих и отраженных волн, что позволило получить формулы для коэффициентов отражения от такой (синтезируемой) структуры. 1.5.3 Разработаны электродинамические модели многослойных печатных высокоимпедансных структур различных диапазонов из металлических элементов (сеток) различной конфигурации с применением различных магнитоэлектрических и поглощающих материалов без вертикальных элементов (перемычек). 1.5.4 Предложена конструкция низкопрофильной антенной решетки сильно связанных диполей круговой поляризации. Применены гальванически соединенные с основанием металлические диски для обеспечения емкостной связи между элементами антенной решетки. 1.5.5 Численно и экспериментально исследованы бистатические диаграммы рассеяния (ДР), диаграммы обратного рассеяния (ДОР) и уровни снижения ЭПР (в Х-Ku-диапазонах) кодированных плоских метаповерхностей с аномальным диффузным рассеянием в составе двухгранных 90°уголков, одна грань которых укрыта анизотропной кодированной метаповерхностью (МП) с аномальным диффузным рассеянием. 1.5.6 Разработаны новые модели сверхширокополосных кодированных плоских 2-битных МП с большей диффузией рассеяния и малой ЭПР, отличающихся модифицированными анизотропными противофазными модулями различных размеров и форм. Разработана пролонгированная модель кодированной МП для работы в терагерцовых диапазонах частот от 250 до 650 ГГц. 1.5.7 Исследованы характеристики собственных мод новых сверхширокополосных метачастиц на основе тройных связанных сплит-ринг резонаторов, предназначенных для плоских и конформных метаповерхностей с кодированием РВ-фазы и генерацией ОАМ-волн (https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.14). На основе этих метачастиц впервые разработаны модели фрагментов плоских анизотропных РВ-метаповерхностей, генерирующих рассеяние с ОАМ различного порядка ±1, ±2, ±3, с нулевой интенсивностью в направлении нормали. 1.5.8 Впервые разработаны полноволновые модели и исследованы характеристики рассеяния цилиндрических анизотропных МП с различным биградиентным спиралевидным кодированием фазы Панчаратнам-Бэрри для волн круговых поляризаций (https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.14). Впервые рассмотрен механизм формирования углов распространения аномальных дифракционных лучей биградиентными МП в меридиональной плоскости. Показано, что биградиентные МП обеспечивают снижение бистатического поля рассеяния СР-волн не менее, чем на 10 дБ в полосе от 10-12 ГГц до 18,5 ГГц в широких секторах углов в азимутальной (до ±75°) и в меридиональной (до ±40°) плоскостях. 1.5.9 Разработана модель антенны Вивальди с улучшенными характеристиками излучения благодаря введению квадратных вырезов. Рассмотрено влияние формы края излучателя Вивальди на его характеристики излучения. Оптимизирована печатная дипольная антенна для работы в диапазоне частот от 2,0 до 3,0 ГГц. На ее основе разработана 8- элементная антенная решетка (рабочий диапазон частот от 1,7 до 3,2 ГГц. КУ в рабочем диапазоне частот от 11 дБ до 18 дБ. УБЛ в Е плоскости равняется -12,5 дБ.). Рассмотрено влияние импедансной поверхности на характеристики антенной решетки. Были получены незначительные улучшения в диапазоне частот от 1,8 до 2,7 ГГц. 1.5.10 Разработаны модели цилиндрических шахматных МП и проанализировано влияние кодирования MП на формирование многолепестковых противофазных бистатических ДР на кросс-поляризации в переднем полупространстве. 1.5.11 Разработаны модели цилиндрических многогранных анизотропных МП с ОАМ-фасками. Впервые численно обнаружено взаимное влияние вихревого ОАМ-излучения отдельных фасок на проявление ОАМ в общем поле рассеяния цилиндрической МП. 1.5.12 Разработана и исследована конструкция широкополосной низкопрофильной антенны эллиптической поляризации. 1.5.13 Разработана и исследована конструкция конформной широкополосной низкопрофильной антенны эллиптической поляризации, расположенной на поверхности цилиндра. 1.5.14 Разработана и исследована конструкция конформного широкополосного низкопрофильной излучателя эллиптической поляризации, расположенной на поверхности цилиндра. 1.5.15 Проведено исследование характеристик рассеяния конформной широкополосной низкопрофильной антенны эллиптической поляризации, расположенной на поверхности цилиндра. 1.5.16 Разработан и исследован широкополосный низкопрофильный излучатель ФАР эллиптической поляризации. 1.5.17 Разработан и исследован широкополосный низкопрофильный излучатель ФАР эллиптической поляризации с использованием импедансной структуры. 1.5.18 Разработана и исследована конструкция сверхширокополосного излучателя Вивальди с высотой менее λ. 1.5.19 Разработана и исследована решетка антенн Вивальди. 1.5.20 Разработаны и исследованы импедансные структуры для использования в качестве конструктивных элементов антенн и антенных решеток. 1.5.21 Разработана и исследована решетка Ван Атта на основе прямоугольных волноводов. 1.5.22 Исследовано влияние разработанных импедансных структур на характеристики излучения и рассеяния излучателя Вивальди. 1.5.23 Исследовано влияние разработанных импедансных структур на характеристики излучения и рассеяния решетки антенн Вивальди 1.5.24 Разработана электродинамическая модель микрополоскового излучателя эллиптической формы с емкостным питанием в пакете Ansys HFSS. Проведена оптимизация геометрических параметров излучателя (расстояние d между точкой питания и эллипсом-излучателем; высотой подвеса эллипса; коэффициент эллиптичности). Расчётные КСВН оптимизированной ЭД модели в диапазоне от 7,8 до 15,4 ГГц не превышает 2. 1.5.25 Разработаны электродинамические модели решётки Ван Атта, состоящей из вышеуказанных излучателей, расположенной на поверхности идеально проводящего цилиндра радиусом 100 мм в пакете Ansys HFSS. Каждая решётка состоит из 1,2,3,4 пар попарно соединённых вышеуказанных излучателей соответственно. 1.5.26 Были получены модели излучателей Вивальди на основе различных законов расширяющейся щели: линейного, двух параболических и раскрыва Ферми. Представлены характеристики излучения предложенных антенн. 1.5.27 Разработана модель излучателя Ферми с добавлением модификации в виде синусоидального рифления, которая позволила улучшить характеристики излучения исходной модели в диапазоне частот от 10.5 до 20 ГГц, при этом в полосе от 1 до 10.5 ГГц.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Решена задача синтеза анизотропной реактансной структуры, переотражающей падающую волну, состоящую из Mi однородных плоских Н-поляризованных волн в Ms отраженных плоских Е-поляризованных волн в требуемых направлениях φ_sm (m=1,2, ... Ms). Решение получено в приближении физической оптики из условия получения максимальных значений рассеянного поля одновременно во всех заданных направлениях. Выражения для компонент тензора анизотропного реактанса получены в явном виде. Впервые решена задача синтеза реактансной плоскости по заданным направлениям отражения волн при падении нескольких плоских волн с различных направлений решена в приближении физической оптики. Для нахождения коэффициента отражения для синтезируемой неоднородной импедансной плоскости потребовалось введение вспомогательных граничных условий импедансной модели «черного» тела при падении и отражении нескольких волн. Впервые решена задача синтеза анизотропной импедансной структуры, обеспечившей переотражение произвольно заданного числа Mi падающих плоских волну произвольной, но известной поляризации в Ms отраженных плоских волн требуемых поляризаций в произвольно заданных направлениях. Методом физической оптики получены выражения для диаграмм обратного рассеяния импедансных моделей плоских и цилиндрических решеток Ван Атта, проведен сравнительный анализ характеристик рассеяния. Приведены условия получения максимально достижимой диаграммы обратного рассеяния. Предложена сверхширокополосная антенная решетка с тесной связью и низким профилем. Выполнены исследования ячейки PUMA в составе бесконечной решетки с сильной связью, которая использует взаимную связь между элементами для расширения рабочей полосы частот решетки при изменении ее размеров, формы дипольных плеч и емкостных металлических пластин. Также рассмотрена с уменьшенными размерами, что позволило добиться расширения рабочей полосы частот, так же является низкопрофильной (λhigh/2,5), перекрытие по частоте составляет 4,4:1. Разработана конструкция печатного полоскового (патч) излучателя на основе импедансной структуры. Разработана конструкция низкопрофильного дипольного излучателя линейной поляризации с увеличенной связью между соседними элементами решетки. Разработана конструкция сверхширокополосного печатного двухполяризационного излучателя с использованием импедансной структуры в подложке. Разработана конструкция низкопрофильного печатного излучателя с двойной круговой поляризацией. Разработана конструкция печатного излучателя круговой поляризации с использованием импедансной структуры. Разработаны конструкции низкопрофильных антенных решеток размером 2 x 2 с круговой поляризацией. Разработана конструкция антенной решетки размером 4 x 4 из излучателей круговой поляризации с использованием импедансной структуры. Разработаны конструкции низкопрофильных антенных решеток размером 2 x 2 с двойной круговой поляризацией. Изготовлены конструкции макета низкопрофильной антенной решетки размером 2 x 2 с двойной круговой поляризацией. Экспериментально исследовано влияние импедансных структур на характеристики макета низкопрофильной антенной решетки размером 2 x 2 с двойной круговой поляризацией. Разработана конструкция сверхширокополосного двухполяризационного печатного излучателя типа PUMA с согласующей импедансной структурой. Разработана конструкция линейной 10-элементной решетки антенн Вивальди антиподного типа с металлическими вставками над раскрывом. Разработана конструкция сверхширокополосного излучателя типа Вивальди высотой менее λ с согласующей импедансной структурой. Разработана конструкция широкополосного низкопрофильного дипольного излучателя линейной поляризации на основе высокоимпедансной поверхности. Разработан дипольный излучатель и проведены его усовершенствования. Окончательная версия дипольного излучателя с двойной поляризацией имеет рабочую частоту от 0,8 до 2,3 ГГц с коэффициентом перекрытия 2,87:1. Высота излучателя при максимальной рабочей частоте равна 0,46 λ. Разработана модель СШП антенны Вивальди кардиоидной формы с низким уровнем КСВН благодаря особой форме антенны. Рассмотрено влияние формы антенны на ее характеристики излучения. Предложена конструкция конформной антенной решетки Вивальди с улучшенными характеристиками. В антенной решетке излучатели имеют форму винтовых поверхностей. Предлагаемая конструкция конформной антенной решетки Вивальди позволяет сместить нижнюю границу рабочего диапазона длин волн в область более низких частот, не прибегая к увеличению высоты профиля или радиуса антенной решетки. Получены расчетные характеристики излучателя плоской антенной решетки Вивальди с расширенной полосой рабочих частот. Впервые разработаны электродинамические модели и конструкции плоских кодированных цифровых РВ-метаповерхностей с ОАМ разного порядка и малой ЭПР. Конструктивно МП состоят из цифровых 1-битных и 2-битных модулей с генерацией вихревых ОАМ-волн с фазовой сингулярностью и обнулением поля на оси вихрей. Модули МП отличаются размером, кодированием начального угла наклона мета-частиц beta0 = 0º,45º,90º,135º и кодированием топологического заряда модулей q= ±2. Показано, что эффект генерации ОАМ снижает на 10 дБ (относительно эталона) моностатическое кросс-поляризованное поле в наиболее широкой полосе от 8.1 до 19.4 ГГц для модулей 50×50мм, q= ±2. Впервые разработаны электродинамические модели и конструкции плоских ОАМ-метаповерхностей с аномальным рассеянием и малой ЭПР. МП представляют собой 2x2-решетки из четырех одинаковых ОАМ-модулей, а также шахматно-подобные 1-битные решетки из противофазных ОАМ-модулей. Все МП формируют воронкообразные многолучевые амплитудные диаграммы рассеяния ко-поляризованного поля в сверхширокой полосе частот. Впервые разработаны электродинамические модели и конструкции многогранных призматических цилиндрических метаповерхностей (ЦМП) с генерацией, интерференцией, аномальным рассеянием и гашением воронкообразных вихревых ОАМ-волн. Впервые в явном виде решена задача синтеза двух реактансов ЦМП с самоадаптивным (к частоте облучения) гашением волн любых поляризаций в низкочастотной области рассеяния. Впервые показано, что гашение ЭПР ЦМП составляет от 60 до 10 дБ в сверхшироком диапазоне значений электрического радиуса ЦМП ka от 0.02 до 0.4. Разработана конструкция однослойной реактансной ЦМП и показаны возможности компенсационного гашения ЭПР, как в обратном направлении, так и в некотором секторе азимутальных углов. Реактансная ЦМП снижает ЭПР на 10 дБ в низкочастотной полосе 200 – 520 МГц при падении волны ТМ поляризации и на 5 dB в полосе 480 – 720 МГц в случае ТЕ поляризации. Впервые разработаны макеты модулей РВ-метаповерхностей, состоящих из одинакового числа мета-частиц, с различными фазовыми профилями, реализующих аномальное широкоугольное рассеяние и одновременную генерацию ОАМ.