УДК 621.396.677.3

Численное исследование характеристик рассеяния цилиндрической системы активного гашения на основе управляемой решетки Ван-Атта

 

Ф. С. Топалов

Институт радиотехнических систем и управления, Южный федеральный университет,

347922, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44

 

Статья поступила в редакцию 29 ноября 2018 г., после доработки – 22 января 2019 г.

 

Аннотация. В данной работе предложена цилиндрическая система активного гашения (САГ) рассеянного поля на основе решетки Ван-Атта с устройством управления, содержащей встречно включенные управляемые усилители и фазовращатели с независимым управлением. Численно, методом конечных элементов, исследован частный случай рассеяния плоской H-поляризованной электромагнитной волны на упрощенной модели предложенной цилиндрической САГ. Упрощение состояло в исключении устройства управления и формирования нуля ЭПР путем подбора мощности и начальной фазы сигнала в портах антенн САГ. Приведены диаграммы направленности и диаграммы обратного рассеяния цилиндрической САГ при различных углах минимизации. Показано, что мощность сигнала в антеннах, формирующая ноль ЭПР на заданном угле минимизации на заданной частоте, пропорциональна величине ЭПР цилиндрической САГ с согласованными антеннами. Так же показано что независимое управление фазовращателями позволяет поддерживать самофокусировку решетки Ван-Атта при отклонении угла падения от нормали. Результаты расчета показывают, что на частоте 10 ГГц предложенная САГ позволяет снижать ЭПР цилиндра с заданного направления на величину до -50 дБ. При этом моностатический сектор рабочих углов гашения по уровню -10 дБ составляет от 16° до 3° в зависимости от угла минимизации, а ширина полосы пропускания составляет от 600 МГц до 300 МГц так же в зависимости от угла минимизации.

Ключевые слова: снижение ЭПР, малозаметность,  цилиндр, система активного гашения, решетка Ван-Атта, моностатическая диаграмма рассеяния.

Abstract. In this paper, cylindrical active cancellation system (ACS) based on controllable waveguide Van Atta reflector with circulators, power amplifiers and phase shifters is proposed. Scattering characteristics of a horizontally polarized plane electromagnetic wave on a conducting cylinder with ACS are investigated numerically using Ansys HFSS. The simplified numerical model without controlling device allowed to find RCS minimization condition through the search of signal power and phase in ACS antennas ports.  It is shown that power in ports, which is required to minimize RCS, is proportional to the RCS value of the ACS with matched antennas. It is shown that independent phase shifters controlling can maintain Van Atta array self-focusing at not normal angles of incidence. Results obtained at 10 GHz show that it is possible to minimize cylinder RCS more than -50 dB in desired direction. Worst case -10 dB dumping in 3° angle sector and 300 MHz band is achieved. In addition, the radiation patterns and scattering diagrams of the ADS for different minimization angles are shown.

Key words: RCS minimization, stealthiness, cylinder, active damping system, Van Atta array, monostatic RCS.

 

Для цитирования:

Ф. С. Топалов. Численное исследование характеристик рассеяния цилиндрической системы активного гашения на основе управляемой решетки Ван-Атта. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. №1. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jan19/12/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.1.12