В рамках данного направления проводятся теоретические и экспериментальные исследования новых типов антенных систем и линий передачи УКВ-СВЧ-КВЧ диапазонов волн. Основное внимание при исследованиях уделяется многолучевым антеннам квазиоптического типа (линзовым, зеркально линзовым и двухзеркальным) и сверхширокополосным антеннам (излучателям, облучателям и антенным решеткам). Отдельное внимание уделено исследованиям антенн с высоким уровнем мощности, в том числе на высших волноводных модах, а также новых типов линий передачи и элементов на их основе.

Руководитель направления Банков Сергей Евгеньевич г.н.с., д.т.н эл. почта: [email protected]

В рамках данного направления проводятся теоретические и экспериментальные исследования новых двумерных и трехмерных искусственных периодических сред и структур, обладающих уникальными свойствами, отсутствующими в природных средах. К их числу относятся метаматериалы, электромагнитные кристаллы, среды с принудительным преломлением и т.д.
Изучение периодических сред тесно связано с направлением интегральной СВЧ оптики, в рамках которого данные среды используются для построения планарных квазиоптических устройств СВЧ и миллиметрового диапазонов изготавливаемых методами технологии печатных схем СВЧ. К структурам интегральной СВЧ оптики относятся: планарные линзы и зеркала, многоканальные облучатели линз и зеркал, планарные антенные решетки.

Руководитель направления Весник Михаил Владимирович в.н.с., д.ф.-м.н. эл. почта: [email protected]

В рамках данного направления проводятся теоретические исследования в области эвристических методоврешения ряда актуальных задач дифракции и рассеяние волн на воздушных, наземных и морских целях, распространение радиоволн в условиях городской застройки и т.п. Предложенный и развитый метод базовых компонентов (МБК), в отличие от традиционных подходов, таких как ГО, ФО, ГТД, ФТД (МКВ) позволяет строить решения, обладающие повышенной точностью. Особенностью МБК является наличие процедуры «настройки». В процессе этой процедуры на основе сравнения первичной эвристической функции с надежным верификационным решением (как правило, численным) точность формул доводят до заданных значений во всем диапазоне входных параметров.

Проведены аналитические и численные расчеты предельных харРазвита теория синтеза полифокальных линз с принудительным преломлением. Показана возможность синтеза линз с пятью фокусами и максимальным углом зрения. Предложена и исследована планарная трехфокальная зеркально-линзовая система с одинаковыми длинами линий, что исключает влияние их частотной дисперсии на характеристики линзовых антенн

• В.А.Калошин, Нгием Х.Д. Синтез и анализ полифокальных линз с принудительным преломлением // РЭ. 2018. Т.63. №10. С.1051-1061.
• Калошин В.А., Нгием Х.Д., Фролова Е.В. Синтез и исследование сверхширокополосной планарной волноводной трехфокальной линзо-зеркальной системы с принудительным преломлением// Журнал радиоэлектроники. 2018. №1. http://jre.cplire.ru/jre/jan18/3/text.pdf

Развита теория синтеза планарных бифокальных диэлектрических линзовых, зеркально-линзовых и двухзеркальных диаграммообразующих систем, на основе которых разработаны многолучевые антенны с максимальными углами зрения

• V.A. Kaloshin, Vi Ut Nam. Synthesis of Planar Bifocal Two Mirror, Lens and Mirror-Lens Beamforming Systems. 2021 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW), pp. 159-162
• В.А.Калошин, Ви Ут Нам. Широкоугольные многолучевые антенны на основе бифокальных систем. Журнал радиоэлектроники. 2022. №3

Развита теория синтеза планарных многолучевых трехфокальных волноводно-щелевых антенных решеток с частотным сканированием и со 180° углом частотного сканирования.

• KaloshinV.A., Le D.T. Multi-beam trifocal waveguide-slot antenna arrays. Conf. «Systems of signals generating and processing in the field of on board communications», Moscow. March. 2020.
• В.А.Калошин, В.И.Калиничев. Линейная волноводно-щелевая антенная решетка со 180–градусным сектором частотного сканирования // РЭ. 2019. Т. 64. №7. С. 678-683
• В. А. Калошин, В. И. Калиничев. Характеристики излучения линейной волноводно-щелевой решетки с широким сектором частотного сканирования // Журнал радиоэлектроники. 2019. №2.

Разработан и исследован новый класс антенных решеток (сверхдиапазонных), обеспечивающих работу и низкий уровень ЭПР в полосе частот более 10:1

• V.A.Kaloshin, N.T.Le. Over Wave Region Antenna Arrays: Radiation and Scattering Characteristics // Radiation and Scattering of Electromagnetic waves RSEMW-2019. June 26-30, Divnomorskoe, Russia.
• М.Д.Дупленкова, В.А.Калошин. Исследование сверхдиапазонной цилиндрической фазированной антенной решетки // РЭ. 2021. Т.66. №12. С. 1165–1171

Развита теория синтеза геодезических и градиентных линз с осевой симметрией в общей постановке. На основе развитой теории разработаны широкоугольные планарные многолучевые линзовые антенны с П-образными диаграммами направленности и цилиндрические антенны с полным азимутальным углом обзора

• А.С.Венецкий, В.А.Калошин,Чан Т.Т. Общее решение задачи синтеза градиентной линзы с центральной симметрией // РЭ. 2022. Т.67. №8. С.754-760
• Венецкий А.С., Калошин В.А., Чан Тиен Тханг. Общее решение задачи синтеза геодезической линзы с центральной симметрией и диэлектрическим заполнением // РЭ. 2023. Т.68. №5. С. 417- 423
• Венецкий А.С., Калошин В.А., Чан Тиен Тханг. Многолучевая антенна с полным (360°) азимутальным углом обзора на основе слоистой металлодиэлектрической цилиндрической линзы // РЭ. 2023. Т. Т.68. №6. С. 579-586

Разработаны и исследованы СШП облучатели на основе антенных решеток, в том числе на высших волноводных модах, а также на основе металлодиэлектрического рупора

• Грачёв Г.Г., Калошин В.А. Сверхдиапазонная облучающая антенная решетка // Журнал радиоэлектроники. 2020. №1.
• Венецкий А.С., Калошин В.А., Чан Тиен Тханг. Общее решение задачи синтеза геодезической линзы с центральной симметрией и диэлектрическим заполнением // РЭ. 2023. Т.68. №5. С. 417- 423
• В.А Калошин, Фам Ван Чунг. Сверхширокополосный возбудитель моды Н₀₁ круглого волновода // РЭ. 2021. Т.66. №6. С.565-570
• В.А Калошин, Фам Ван Чунг. Сверхширополосный металлодиэлектрический рупорный облучатель // РЭ. 2021. Т.66. №7. С. 649–653

Разработан новый гибридный метод решения задач излучения и рассеяния на телах с цилиндрической и осевой симметрией и неаналитической формой образующих

• В.А.Калошин, Д.Т. Луу. Решение задачи рассеяния на гладком теле вращения с неаналитической формой образующей гибридным методом. Осевое падение // РЭ. 2021.Т. 66. №5. С.431-435
• В.А.Калошин, Д.Т. Луу. Решение задачи излучения из открытого конца волновода гибридным методом. Журнал радиоэлектроники. 2020. №7.

Предложены и исследованы новые анизотропные двумерные среды с принудительным преломлением в виде диэлектрической пластины с ленточными периодическими решетками. Разработаны и экспериментально исследованы планарные линзы на основе сред с принудительным преломлением, в том числе широкоугольные бифокальные линзы и многолучевая антенна (15 каналов) диапазона 70 ГГц с линзой данного типа

• S. Bankov, E. Frolova, Waves in frequency-independent single-mode 2-D artificial media with forced refraction // Waves in random and complex media. Online publication 25.04.2023
• Bankov S.E., Frolova E.V. 2-D Artificial Media With Forced Refraction // Antennas and Wireless Propagation Letters. 2022. V. 21. №1. P. 183-187

Предложены, реализованы и экспериментально исследованы новые типы планарных многолучевых антенн СВЧ и миллиметрового диапазонов (36 ГГц) с двухслойными планарными зеркалами устраняющими эффект затенения, а также новые типы многоканальных (кластерных) облучателей формирующих семейство диаграмм направленности секторного типа оптимальных для облучения планарных линз и зеркал

• Банков С.Е., Фролова Е.В. Микрополосковая диаграммообразующая схема для формирования секторной диаграммы направленности элемента линейной решетки // РЭ. 2023
• Kirill Klionovski, Hanguang Liao, Sergey Bankov, Zubair Akhter, Atif Shamim, A Planar SIW-Based mm-Wave Frequency-Scanning Slot Antenna Array with no Scan Blindness at Normal // Trans. on AP., 2023. V.71. №1. P. 563 - 569

Предложены, реализованы и экспериментально исследованы реконфигурируемые СВЧ электромагнитные кристаллы, служащие основой для построения СВЧ устройств с изменяемой структурой и функциональным назначением. Разработан реконфигурируемый СВЧ фильтр с управляемым числом звеньев и формой частотной характеристики.

• Банков С.Е., Фролова Е.В., Калиничев В.И. Проектирование и экспериментальное исследование делителей на EBG волноводах // РЭ. 2021. Т. 66. №10. С.312
• Банков С.Е., Калиничев В. И., Фролова Е. В. Исследование перестраиваемых одиночных и связанных EBG-резонаторов // РЭ. 2022. Т.67. №4. С.328-338

Предложены, реализованы и экспериментально исследованы новые типы полифокальных решеток сфокусированных в зоне Френеля, позволяющих контролировать форму дуги частотного сканирования и уровень оптических аберраций

• Банков С.Е., Фролова Е.В., Калиничев В.И. Моделирование и экспериментальное исследование линейной бифокальной антенной решетки // РЭ. 2023. Т. 68. №1. С. 44

Предложен новый метод электродинамического моделирования неоднородных периодических сред – метод компенсирующих источников. Формулировка граничных задач согласно этому методу сводится к решению системы уравнений наименьшего порядка среди известных подходов, что обеспечивает высокую эффективность численных алгоритмов на его основе

• Банков С.Е. Электродинамика неоднородных двумерных периодических сред // РЭ. 2019. Т.64. №11. С. 1049

Разработана методика учета влияния на рассеянный э/м сигнал профиля кромки, теневого контура рассеивателя и вершинных волн. Методика позволяет строить компактные аналитические решения задач дифракции на рассеивателях большого размера и сложной формы

• М.В. Весник, «Свойства дифракционных коэффициентов в задаче дифракции на трехмерном плоском многоугольнике. Ч. 1: Основы метода базовых компонентов», РЭ, 2020, Т. 65. № 11, С. 1052–1060
• М.В. Весник, «Свойства дифракционных коэффициентов в задаче дифракции на трехмерном плоском многоугольнике. Ч. 2: Применение метода базовых компонентов для решения практических задач», РЭ. 2020, Т.65, № 12, С. 1147–1159

Разработана методика учета влияния на рассеянный сигнал граничных условий. Методика позволяет получать эвристические решения с заданной точностью во всем диапазоне входных параметров

• С.Е. Банков, М.В. Весник, В.Ф. Кравченко, «Эвристическое решение задачи дифракции на сверхпроводящей полуплоскости», РЭ. 2020. Т 65. № 4. С.363–371
• M.V. Vesnik, S.E. Bankov, «Heuristic solution to the problem of diffraction of a TE-polarized electromagnetic wave on a semitransparent half-plane», Waves in Random and Complex Media, July 2021