Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Наименование проекта: Разработка теории и технологии создания устройств микроволнового диапазона с использованием композитных материалов нового поколения Наименование этапа 2014 г.: Развитие аппарата тензорных функций Грина для решения внутренних и внешних задач электродинамики применительно к устройствам, содержащим композитные и мета-материалы. Научная группа принадлежит к ведущей научной школе прикладной электродинамики Уральского федерального университета. Участники проекта занимаются задачами электродинамики, излучения, дифракции и распространения электромагнитных волн. Разработана теория различных структур, содержащих слоистые материалы: слоистых волноводов, микрополосковых и щелевых линий передачи, микрополосковых антенн и антенных решеток, решены задачи дифракции электромагнитных волн на плоских, сферических и цилиндрических телах, в том числе и имеющих слоистую структуру. В последние годы с развитием технологии появилась возможность реального изготовления малоразмерных диэлектрических и проводящих элементов, а с появлением 3D принтеров и достаточно сложных объёмных конструкций. Подобные элементы являются основой для создания мета-структур и композитных материалов, которые находят широкое распространение в системах телекоммуникаций, радиолокации и радионавигации. Научный коллектив поставил и решает задачу разработки теории и технологии создания устройств микроволнового диапазона с использованием композитных материалов нового поколения. На основе разработанных ранее универсальных методов решения граничных задач электродинамики разрабатываются теоретические подходы к решению проблемы взаимодействия электромагнитного поля различных частотных диапазонов с композитными материалами и мета-структурами с целью использования их в устройствах и системах микроволнового диапазона и достижения улучшения тактико-технических характеристик систем связи, радиолокации и радионавигации. В течение 2014 года основные усилия научного коллектива были направлены на развитие аппарата тензорных функций Грина для решения внутренних и внешних задач электродинамики применительно к устройствам, содержащим композитные и мета-материалы. Выполнен анализ существующих конструкций элементов СВЧ и КВЧ трактов, использующих композитные и мета-материалы и структуры, и методик их расчета. Отмечено, что использование метаматериалов и мета-поверхностей позволяет уменьшить размеры элементов конструкций, традиционно привязанных к длине волны, реализовать новые функциональных возможности, например, при использовании свойства отрицательного коэффициента рефракции. Однако применение мета-структур имеет определенные ограничения, обусловленные их частотными характеристиками, электродинамическими свойствами материалов и технологическими проблемами. В ряде случаев мета-структуры проявляют свои особые свойства в достаточно узком диапазоне частот. Базовые элементы мета-структур представляют собой проводники, имеющие форму диполей, колец, полуколец, квадратов и тому подобное, регулярно распределенные в диэлектрике с низким значением диэлектрической проницаемости. Широкое распространение получили конструкции, содержащие планарные проводящие элементы в виде различных геометрических фигур, чаще замкнутых и незамкнутых квадратов, колец и спиралей, размеры которых много меньше длины волны. Вставляя подобные элементы, например, в микрополосковые линии передачи, удается строить частотнозависимые электрические цепи, используемые при конструировании фильтров и согласующих устройств с малыми электрическими размерами. В результате проведенного обзора подтвердилась предположение участников проекта в целесообразности и перспективности использования аппарата тензорных функций Грина для анализа и синтеза структур, содержащих метаматериалы и метаповерхности. Несмотря на существенные затраты времени на теоретическом этапе при получении функций Грина для областей различной формы и содержания в них магнитодиэлектричских материалов, их применение в алгоритмах и компьютерных программах существенно, в десятки и сотни раз, сокращает процессорное время расчетов, анализа и синтеза устройств. В текущем году разработанный научной группой аппарат тензорных функций Грина, используемый для решения задач возбуждения, излучения, распространения и дифракции электромагнитных волн, был адаптирован к анализу и синтезу устройств, содержащих композитные и метаматериалы и структуры. Адаптация состояла в получении или коррекции аналитических выражений для компонентов тензоров Грина плоских, цилиндрических и сферических стратифицированных сред. При применении аппарата тензорных функций Грина стало возможным использовать магнитные и диэлектрические постоянные как с положительной, так и с отрицательной вещественной частью. Были устранены ложные и не имеющие физического смысла решения. Выделение особенностей, связанных с возбуждением в слоистых средах поверхностных и вытекающих волн, позволили выполнить корректное решение электродинамических задач. Были модифицированы выражения для расчета компонентов электромагнитного поля произвольных электрических и магнитных сторонних источников при разложении как по волнам типа Е и Н, так и по волнам типа LE и LM. Второй способ разложения позволяет для плоских слоистых структур еще на этапе формального решения задачи выделить спектр поверхностных и вытекающих волн, обойти особенности на пути интегрирования функций Грина и существенно упростить алгоритмизацию решаемых задач. Таким образом, подготовлен математический аппарат для решения и дальнейшей алгоритмизации задач возбуждения, распространения, излучения и дифракции электромагнитных волн на координатных объектах, содержащих слоистые магнитодиэлектрические и проводящие среды, в том числе метаматериалы, в плоских, цилиндрических и сферических системах координат. Получено решение задачи дифракции электромагнитных волн на многослойном диэлектрическом укрытии при произвольных углах падения и поляризации поля. В первую очередь задачи дифракции актуальны при решении проблем отражения и прохождения электромагнитных волн от источников электромагнитного поля. Например, при анализе и/или синтезе малоотражающих покрытий объектов с целью снижения эффективной отражающей поверхности при радиолокационном мониторинге пространства или конструировании радиопрозрачных антенных укрытий. Предложено решение задачи дифракции как задачи излучения эквивалентных электрических и магнитных токов, наведенных первичным полем. Этот подход существенно сокращает время вычислений. Получены частотные зависимости коэффициентов передачи и отражения для одно-, трех- и пятислойных структур, которые предполагается использовать в качестве антенных обтекателей. Отмечено хорошее совпадение расчетных и экспериментальных значений, измеренных в условиях безэховой камеры EMC3 фирмы Rainford. Выполнено теоретическое исследование поведения электромагнитного поля при падении его на плоскую структуру, содержащую слои с отрицательным коэффициентом рефракции (метаматериалы). На основе предложенной методики разработаны компьютерные программы анализа возбуждения и дифракции волн в замкнутых, полузамкнутых и открытых областях. Получены выражения для расчета комплексной постоянной распространения и дисперсионные кривые для радиально неоднородных круглых волноводов и прямоугольного волновода с частичным заполнением и импедансной стенкой. Разработаны компьютерные программы расчета дифракции электромагнитных волн на цилиндрических и сферических телах, содержащих слоистый магнитодиэлектрик с произвольными параметрами. Предложена методика, позволяющая еще на этапе аналитического решения задачи дифракции выделить из полного поля рассеянное объектом электромагнитное поле. Для координатных объектов получены аналитические выражения для расчета рассеянного поля цилиндрическими и сферическими слоистыми объектами. На их основе разработаны компьютерные программы и выполнены расчеты рассеянного поля и эффективной площади поверхности отражения. Предложенная методика позволяет оптимизировать параметры защитных покрытий не только с точки зрения минимизации эффективной отражающей поверхности, но и с точки зрения перераспределения рассеянного поля в других по отношению к станции подсвета направлениях, что также способствует минимизации отраженной энергии и снижению заметности объекта для РЛС. Разработана методика расчета дифракционного поля для сферически неоднородной структуры при наличии близко расположенного облучателя. Данная методика является крайне эффективной, например, при проектировании линз Люнеберга. По сравнению с традиционными методами, основанными на использовании известных программных продуктов, например, Ansoft HFSS, время вычислений диаграмм направленности, коэффициента усиления, определения поляризационных характеристик антенн с линзой Люнеберга уменьшается в десятки раз. Разработана программа и получены результаты для поля, рассеянного проводящим цилиндром, покрытом материалами как с положительным, так и отрицательным коэффициентом рефракции (метаматериалами). Показано, что в определенных частотных диапазонах, зависящих от размеров и параметров покрытий, наблюдается существенное снижение эффективной отражающей поверхности объекта. Разработана методика решения задачи излучения антенны вытекающей волны в виде прямоугольного волновода с частичным заполнением магнитодиэлектриком с верхней стенкой в виде мета-поверхности, образованной поперечными щелями. Получены выражения для расчета дисперсионных кривых и определения постоянных распространения. Выполнен анализ положения главных лепестков диаграммы направленности в зависимости от частоты и параметров волновода. На основе предложенных алгоритмов и разработанных компьютерных программ выполнены расчеты коэффициентов отражения и прохождения электромагнитных волн через плоское многослойное антенное укрытие с различными конструктивными и электродинамическими характеристиками. Проведена оптимизация параметров укрытия для создания окон радиопрозрачности в заданных диапазонах частот. Построены графики, иллюстрирующие изменение коэффициентов отражения и прохождения для различных углов падения и вида поляризации. Исследовано преобразование коэффициента эллиптичности падающей волны при ее прохождении слоистого антенного укрытия. Исследовано воздействие антенного укрытия при наличии в его структуре метаматериалов на поляризационные характеристики отраженной и прошедшей волн. В ходе выполнения проекта авторами отработана методика проведения измерений коэффициентов отражения и прохождения через слоистые диэлектрические материалы, используемых в качестве обтекателей антенн, при использовании имеющейся в Уральском федеральном университете безэховой камеры EMC3 фирмы Rainford. При измерениях использовались векторные анализаторы Rohde&Schwarz ZVA24 и ZVA50 с верхней частотой рабочего диапазона 24 и 50 ГГц, соответственно. В качестве тестовых антенн использовались антенны Rohde&Schwarz HL050 и рупорные антенны 8-миллиметрового диапазона частот. Проведены измерения параметров более 15 образцов антенных укрытий. Полученные исполнителями проекта научные результаты докладывались на различных, в том числе международных, научных конференциях. Среди них международная конференция по антеннам и распространению радиоволн «2014 Loughborough Antennas and Propagation Conference (LAPC)», Великобритания, Лафборо; международная конференция по актуальным проблемам конструирования электронных приборов «12 International conference on actual problems of electronic instrument engineering (APEIE)», Россия, Новосибирск; международная конференция по антеннам и распространению радиоволн «8th European Conference on Antennas and Propagation EuCAP 2014», Нидерланды, Гаага; 24-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Россия, Севастополь. Всего по материалам научных исследований сделано 9 докладов. Полученные научным коллективом результаты опубликованы в 4 статьях. 2 из них входят в базу Web of Science, 3 в базу Scopus, 4 в базу РИНЦ. 1 статья направлена в журнал «Известия вузов России. Радиоэлектроника» для опубликования и успешно прошла рецензирование. Информация, посвященная проекту, размещена по url-адресу: http://rtf.urfu.ru/index.php?id=437.

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Название проекта: Разработка теории и технологии создания устройств микроволнового диапазона с использованием композитных материалов нового поколения Этап 2015: Применение аппарата тензорных функций Грина и разработанных на его основе компьютерных программ для синтеза устройств, содержащих композитные и мета-материалы. Научная группа занимается развитием аппарата тензорных функций Грина в приложении к задачам электродинамики, излучения, дифракции и распространения электромагнитных волн. Математический аппарат, основанный на применении функций Грина стратифицированных сред, является универсальным аппаратом решения координатных задач электродинамики. Аппарат позволяет строить быстро работающие алгоритмы и программы на их основе для проектирования устройств возбуждения, излучения, дифракции и распространения электромагнитных волн, заданных в декартовой, цилиндрической или сферической системах координат. В ряде случаев, когда форма анализируемых объектов не является координатной, предложенный метод может быть использован для определения характеристик устройств и их свойств в первом приближении с последующим решением задач численными методами. Такой подход многократно сокращает время разработки микроволновых устройств. На основе разработанных ранее универсальных методов решения граничных задач электродинамики разрабатываются теоретические подходы к решению проблемы взаимодействия электромагнитного поля различных частотных диапазонов с композитными материалами и мета-структурами с целью использования их в устройствах и системах микроволнового диапазона и достижения улучшения тактико-технических характеристик систем связи, радиолокации и радионавигации.The research group carried out work in the following areas in 2015. 1. Разработка методов и программного обеспечения для расчета характеристик антенн и антенных решеток, излучающих через антенные укрытия. Метод расчета коэффициентов отражения и прохождения через плоские многослойные структуры, основанный на использовании тензорных функций Грина стратифицированных сред, был адаптирован для решения задач конструирования радиопрозрачных антенных куполов. На первом этапе электрическое поле вблизи внутренней поверхности укрытия рассчитывалось с использованием метода Гюйгенса-Френеля. На втором этапе рассчитывались амплитудные и фазовые искажения, вызванные антенным укрытием. Поле в дальней зоне определялось с использованием амплитудно-фазового распределения во внешней эквивалентной апертуре. Фазовая задержка и дополнительное затухание для различных углов падения рассчитывалось с использованием метода функций Грина. Вместо решения задачи дифракции мы уменьшили задачу до задачи излучения эквивалентных источников, распределенных на облучаемой стороне поверхности укрытия. Метод учитывает комплексную диэлектрическую и магнитную проницаемость каждого слоя. Известно, что антенное укрытие снижает коэффициент усиления антенны из-за затухания и отражения волн от укрытия. Дополнительное уменьшение коэффициента усиления обусловлено фазовыми искажениями при прохождении волн через укрытие. Предложенный метод позволил учесть все эти механизмы. Были исследованы снижение коэффициента усиления, рост боковых лепестков, ошибки пеленгации и деполяризация поля апертурных антенн и антеных решеток, вызванных наличием антенного укрытия. Для больших и жестких антенных укрытий используются армированные конструкции. Очень часто используются решетки из треугольных элементов. Такой вид укрытий известен как геодезический купол. Как для сферических, так и для геодезических укрытий используют слоистую структуру материала. Разработан метод оптимизации структуры укрытия для получения широких полос пропускания и многочастотных полос для систем телекоммуникации и радиолокации. Также была исследована сотовая структура антенных укрытий. Предложенный метод позволяет реализовать компактный алгоритм для компьютерного моделирования. Используются любые материалы как с положительным, так и с отрицательным коэффициентом рефракции. В отличие от численных методов получаемые результаты имеют четкий физический смысл. 2. Разработка методики конструирования линий передачи СВЧ и КВЧ диапазонов, содержащих мета-структуры и устройств на их основе. В качестве мета-структур исследовались планарные металло-диэлектрические конструкции, на основе которых проектировались печатные линии передачи и микроволновые устройства с включением этих элементов. Постоянная распространения и эквивалентное волновое сопротивление рассчитывалось с использованием программы AWR Design Environment. Проведена оптимизация геометрии составных элементов мета-структур. Выполнено проектирование делителей мощности, прототипом которых являлись микрополосковые квадратные мосты. Исследовались частотные зависимости коэффициентов отражения на входе устройств, значения развязки между каналами и коэффициента деления мощности. За счет оптимизации предложенных структур удалось уменьшить размеры делителей в 2,5-3 раза по отношению к исходным. Проводилось исследование количества сегментов в структуре на степень достигаемой миниатюризации. Выполнена оценка степени миниатюризации для разных частотных диапазонов. Данные элементы предназначены для построения компактных диаграммо-образующих схем антенных систем. Изготовлены макеты делителей. Проведены экспериментальные исследования характеристик макетов, подтвердившие корректность расчетов. Разработана методика изготовления металло-диэлектрических планарных структур с использованием имеющегося в распоряжении прецизионного станка для изготовления печатных плат. Разработана методика преобразования данных, описывающих структуру в среде Ansys HFSS, в форматы DXF и Gerber, использующиеся при изготовлении. 3. Разработка методики проектирования волноводных антенн вытекающих волн, содержащих композитные материалы. Экспериментальные исследования антенн вытекающей волны на основе частично заполненного прямоугольного волновода. Разработана методика расчета полевых характеристик антенн вытекающих волн на основе прямоугольных волноводных структур. В отличие от известных подходов разработанный метод позволяет учесть наличие слоистого диэлектрика внутри волновода и защитного укрытия с внешней стороны антенны, включая укрытия из материала с отрицательным коэффициентом рефракции (метаматериала). Введение слоистого диэлектрика во внутреннее пространство волновода позволяет изменять значение коэффициента замедления в более широком диапазоне по сравнению с однородным заполнением. Наличие диэлектрического укрытия тоже оказывает влияние на форму дисперсионной кривой. Предложенная методика основана на использовании аппарата тензорных функций Грина для областей с поперечно неоднородной структурой и оптимизирована для расчета характеристик антенн на основе многослойного, в том числе частично заполненного, прямоугольного волновода с поперечными близко расположенными щелями в широкой стенке и продольной щелью в узкой стенке. Также рассчитаны характеристики антенн на основе многослойных планарных волноводов. Проведено исследование зависимостей коэффициента замедления от величины смещения щелей относительно оси волновода, степени заполнения волновода диэлектриком, положения диэлектрика внутри волновода, толщины защитного укрытия, величины диэлектрической и магнитной проницаемостей диэлектриков, применяемых в конструкции антенн. Проведен численный анализ дисперсионных характеристик излучающих структур при наличии защитного укрытия из метаматериала. Рассчитаны диаграммы направленности исследованных антенн. Построены частотные зависимости направления максимального излучения, ширины основного максимума по уровню половинной мощности. Разработана методика выбора диэлектрической проницаемости и толщины диэлектрического заполнения и укрытия с целью получения требуемых характеристик излучения антенны. На основе разработанных конструкций изготовлены макеты волноводных излучателей и проведено их экспериментальное исследование. В ходе эксперимента для двух конструкций антенны вытекающих волн были рассмотрены по 4 варианта защитного укрытия и 8 вариантов поперечно неоднородной структуры внутреннего заполнения волновода, отличающиеся различными значениями проницаемостей используемых диэлектриков, их толщины и положения. Исследованы элементы матрицы рассеяния опытных образцов, в условиях безэховой камеры сняты их диаграммы направленности для разных значений частот. На основе полученных характеристик рассчитаны частотные зависимости коэффициента замедления. Отмечено хорошее совпадение результатов с расчетными данными. Проведенные измерения подтвердили корректность предложенного метода и справедливости сделанных допущений. 4. Исследование сферических и цилиндрических линз Люнеберга, облучаемых слабонаправленными антеннами методом функций Грина. Сферические и цилиндрические линзы Люнеберга удобны для проектирования сканирующих и многолучевых антенных систем. Мы использовали известный метод функций Грина для анализа и оптимизации на первом шаге проектирования. Метод позволяет хорошо интерпретировать получаемые результаты, однако существенно ограничен в выборе формы анализируемых объектов. Линзы Люнеберга хорошо вписываются в сферическую или цилиндрическую системы координат. Излучаемое антенной поле определяется на основе интегрирования электрических и/или магнитных сторонних токов с функцией Грина, записанной для сферической или цилиндрической систем координат. В качестве сторонних токов используются электрический и магнитный диполи, а также элемент Гюйгенса. Этот тип источника используется для конструирования апертурных и рупорных антенн. Линейная волноводная щелевая решетки описывается магнитными диполями. Обычно линзы Люнеберга изготавливают как многослойные структуры. Для радиально неоднородных структур используется метод эквивалентных линий. Каждый слой соответствует отрезку радиальной линии. Матрицы передачи эквивалентных линий и граничные условия определяют распространение электромагнитных волн в каждом слое и между слоями. Метод не требует расчета поля в каждом слое при расчете поля в дальней зоне и диаграмм направленности. Все это существенно уменьшает компьютерное время. Мы оптимизировали структуру линз Люнеберга. Определено оптимальное число слоев. Диаграммы направленности были рассчитаны и проанализированы. Исследованы поляризационные искажения, вызванные наличием слоистой линзы. По сравнению с программой Ansoft HFSS предложенный метод требует по крайней мере в тысячу раз меньшее время вычислений. Предложенный метод позволяет исследовать сферические и цилиндрические структуры, содержащие метаматериалы. Полученные в ходе выполнения результаты были доложены на различных конференциях. Среди них The Third International Conference on Digital Information, Networking, and Wireless Communications (DINWC 2015), Москва, Россия; 2015 IEEE 4th Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP2015), Кута, Бали, Индонезия; IEEE International Conference on Microwaves, Communications, Antennas and Electronic Systems, Тель-Авив, Израйль; IEEE Radio and Antenna Days of The Indian Ocean (RADIO2015), Маврикий; Loughborough Antennas & Propagation Conference (LAPC 2015), Loughborough University, Великобритания; 12th European Radar Conference (EuRad2015), Париж, Франция; International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON 2015), Омск, Москва. Всего по материалам исследований сделано 16 докладов. Полученные результаты опубликованы в 20 статьях, 3 из которых индексируются в Web of Science, 15 в Scopus, 20 в РИНЦ.

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
1. Разработана методика проектирования многослойных антенных укрытий для антенных систем больших электрических размеров, основанная на использовании модели локально плоских сегментов укрытия на основе метода физической оптики. Результатом являются рассчитанные полевые (диаграмма направленности, величина основной и кросс-поляризационной составляющих, коэффициент эллиптичности) и энергетические (коэффициент усиления, коэффициент направленного действия, величина вносимых обтекателем потерь) характеристики. Разработана методика расчета антенных укрытий малых электрических размеров на основе применения аппарата тензорных функций Грина многослойных сферических областей. Разработанный метод позволяет использовать в составе многослойного укрытия материалы с произвольными электродинамическими характеристиками, в том числе композитные и материалы с отрицательным коэффициентом рефракции (метаматериалы). Показано, что укрытия из метаматериалов, имеющие отрицательный коэффициент рефракции, могут быть использованы для существенного увеличения эффективности излучения антенн малых электрических размеров. 2. Разработана методика проектирования металлодиэлектрических структур, позволяющих заменить традиционные планарные линии передачи. Выполнено моделирование направленных ответвителей и мостовых устройств с уменьшенными предлагаемым методом размерами. Получены коэффициенты передачи и отражения на всех входах устройств и их частотные зависимости. Показано, что предлагаемая методика миниатюризации позволяет уменьшить площадь, занимаемую проектируемыми микрополосковыми устройствами на печатной плате примерно на 60-80% с незначительным ухудшением характеристик (уменьшением полосы развязки и согласования на 10-30%). Созданы электродинамические модели и прототипы устройств, построенных на данном типе линии. Проведены экспериментальные исследования характеристик полученных образцов. Показано, что наибольшую эффективность предлагаемая методика имеет при использовании тонких подложек с высокой диэлектрической проницаемостью на относительно низких частотах. Проведено исследование дисперсионных характеристик многослойных круглых волноводов, содержащих до двенадцати слоев. Выполнено моделирование стратифицированного заполнения волновода для получения профиля показателя преломления, близкого к непрерывному. Полученные результаты хорошо согласуются с имеющимися в известных источниках. Разработаны эффективные алгоритмы и программы расчета дисперсионных характеристик собственных волн цилиндрических линий передачи со слоистым заполнением, как в области распространения, так и в области отсечки. Разработана методика моделирования структуры в виде прямоугольного волновода с верхней импедансной стенкой, заполненного слоистым диэлектриком. Получены дисперсионные зависимости постоянной распространения. Проведены измерения частотных свойств постоянной распространения на макете устройства. Выполнен анализ частотных свойств волновода при наличии внутри него слоя с отрицательным коэффициентом рефракции (метаматериала). Разработан метод проектирования частотно-селективных устройств в виде полосно-пропускающих фильтров (ППФ) с применением мета-структур в виде комплементарных резонаторов, что позволило получить высокую избирательность при малых потерях в полосе пропускания, компактных размерах и простоте конструктивного исполнения. Получены опытные образцы, измерены их электрические параметры, которые показали высокую степень сходимости с теоретически рассчитанными. Предложены методы создания перестраиваемых устройств на их основе за счет использования переключательных диодов. 3. Разработан оптимизатор для проектирования радиопоглощающего покрытия с требуемой частотной характеристикой на основе имеющихся материалов с известными характеристиками. Разработана методика, и реализована на ее основе компьютерная программа расчета дифракционного поля на объекте вращения, форма которого задается произвольной гладкой выпуклой линией. Выполнен анализ влияния поверхностных волн, возбуждаемых на проводящей поверхности с магнито-диэлектрическим укрытием, на диаграмму рассеянного поля. 4. Метод анализа влияния антенного укрытия на характеристики излучения антенны с помощью аппарата тензорных функций Грина слоистых структур адаптирован и применен для оптимизации структур композитных материалов и конструкции антенных укрытий. Разработан алгоритм оптимизации и реализован программно. Целями оптимизации являются требования, предъявляемые к качественным характеристикам излучения антенны в диапазонах рабочих частот радиотехнической системы. Программная реализация полученной методики позволяет значительно сократить время проектирования оптимальных антенных укрытий. Получены структуры и исследованы характеристики оптимальных композитных материалов, предназначенных для создания антенных укрытий. 5. Предложена методика проектирования активных устройств ВЧ, СВЧ и КВЧ диапазонов с использованием мета-структур, основанная на использовании разработанных микрополосковых и волноводных устройств. Отмечено, что с уменьшением рабочей частоты размеры элементов цепей согласования и резонансных элементов цепей передачи пропорционально увеличиваются, и они в основном определяют размеры всего устройства, в том числе с активными элементами. Разработана методика адаптивного изменения импедансных характеристик электрически малой антенны. Проведены электродинамическое моделирование и натурные испытания. Получены полевые и импедансные характеристики устройства с учетом паразитных элементов в виде линий питания постоянного тока, а так же влияния активного усилителя на возможность адаптивной перестройки. 6. Выполнены расчеты характеристик слоистых укрытий с точки зрения возможности реализации необходимого сдвига частотного диапазона радиопрозрачности при фиксированной толщине за счет изменения диэлектрической проницаемости слоев и при фиксированной диэлектрической проницаемости, но изменении толщины. Проведенные расчеты позволили судить о принципиальной возможности перестройки диапазона частот с малыми вносимыми укрытием потерями. Проведен анализ механизмов управления диэлектрической проницаемостью и толщиной слоев при создании адаптивных антенных укрытий. Показано, что перспективными для адаптивных антенных укрытий могут быть материалы, которые изменяют свои характеристики под внешним воздействием, например, полярные диэлектрики под действием температуры. 7. Целевым электрофизическим параметром для поставленной задачи служит комплексная диэлектрическая проницаемость. Как реальная, так и мнимая часть этой величины, демонстрируют выраженную зависимость от гранулометрических, химических и количественных характеристик мелкодисперсного материала. В этом году работа проводилась в направлении определения параметров такого материала в чистом виде. Именно такой подход позволит в будущем управлять частотно – поляризационными характеристиками укрытия в режиме реального времени. Проведен ряд натурных экспериментов, которые включали в себя: измерение электрофизических параметров микропорошка железа волноводным методом, измерение электрофизических параметров микропорошка гексаферрита бария методом открытого коаксиального пробника, изучение влияния идеально проводящей неоднородности электрически малых размеров, помещенной в прямоугольной волновод. Для реализации математической модели, описывающей теоретические подходы построения радиомаскирующих укрытий, была создана программа, позволяющая задавать характерные условия распространения электромагнитных волн в среде (анизотропию), а так же управлять ими в режиме реального времени. Модельные исследования выявили ряд необходимых требований, которые должны быть учтены при проектировании системы. Разработанная программа позволяет устанавливать временные рамки симулирования, что обеспечивает возможность установления максимально возможного времени отклика системы на внешнее воздействие. Заявленный на 2016 год план выполнен полностью. Ссылки на публикации, имеющиеся в открытом доступе в интернете: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7601153 http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7367071 http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7481389 http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7481614 http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7411681