Модельное изучение процесса рассеяния электромагнитных волн на электродинамических структурах с нанесением диэлектрических материалов

Рассеиватели радиолокационных сигналов (радиолокационные цели космического, воздушного, наземного и водного базирования) и преобразователи энергии электромагнитных волн (транспаранты, средства уменьшения заметности в радиодиапазоне волн, антенные устройства в сверхвысокочастотном диапазоне волн) имеют сложную геометрию и большие электрические размеры, а также содержат поглощающие и нелинейные элементы. Анализ и синтез указанной электродинамической техники на базе грубых знаний о физических процессах, происходящих в этих объектах, может привести к существенным и трудно контролируемым погрешностям в оценке их основных характеристик, которые быстро изменяются при изменении частоты, вида поляризации и угла падения электромагнитных волн. В данной работе исследуется методический подход, направленный на оценку и оптимизацию характеристик рассеяния электромагнитных волн, которые возникают при взаимодействии электромагнитных полей с электродинамическими структурами, содержащими диэлектрические включения. Для расчета этих характеристик используется метод интегральных уравнений, а для их оптимизации применяется генетический алгоритм. Результаты исследования демонстрируют работоспособность предлагаемых подходов. Рассмотренный в работе методический подход может быть использован для улучшения электромагнитной совместимости устройств, уменьшения их радиолокационной заметности.

1. 1. использованием модифицированного метода моментов. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2016;14(3). URL: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/2016/10/Panarin_3_16_1.pdf.

2. Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. [и др.]. Биоинспирированные методы в оптимизации. М.: Физматлит; 2009. 384 с.

3. Ling H. RCS of waveguide cavities: a hybrid boundary-integral/modal approach. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1990;38(9):1413–1420.

4. Максимова А.А., Юрочкин А.Г. Методы исследования характеристик рассеяния электромагнитных волн объектами. Вестник Воронежского института высоких технологий. 2016;10(1):53–56.

5. Глотова Т.В., Мельникова Т.В. Решение задачи рассеяния электромагнитных волн на магнито-диэлектрическом объекте на основе адаптивного метода. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2016;13(2). URL: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/2016/06/GlotovaMelnikova_2_16_2.pdf.

6. Антипов С.А., Володько А.В., Ищенко Е.А. [и др.]. Исследование влияния диэлектрической проницаемости материала на эффективную площадь рассеяния. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2020;16(5):98–101.

7. Печеркин В.Я., Василяк Л.М., Ветчинин С.П. [и др.]. Резонансное рассеяние плоских электромагнитных волн диэлектрическим эллипсом. Прикладная физика. 2019;4:5–10.

8. Дудрин Д.А. Модель рассеяния электромагнитных волн на статистически неровной поверхности. T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2015;9(9):48–53.

9. Сергеев А.В., Бешер Х.И. Рассеивающие свойства отражателя с магнито-диэлектрическим материалом. Вестник Воронежского института высоких технологий. 2016;10(4):18–21.

10. Максимова А.А. Моделирование рассеяния электромагнитных волн на неоднородных магнито-диэлектрических телах. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2015;11(4). URL: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/2015/12/Maksimova_4_15_1.pdf.

11. Клименко Ю.А., Мельникова Т.В., Преображенский А.П. Исследование особенностей распространения электромагнитных волн. Вестник Воронежского института высоких технологий. 2021;38(3):22–25.