MINIMIZING THE EFFECTIVE AREA OF SCATTERING BY MEANS OF CHANGING THE RELATIVE MAGNETIC PERMEABILITY

Исследуется зависимость эффективной площади рассеяния (ЭПР) от относительной магнитной проницаемости материала, из которого изготавливается структура. В качестве тела моделирования был выбран шар, который изготовлен из диэлектрического материала, у которого возможно выполнять изменение относительной магнитной проницаемости. По полученным результатам моделирования построены графики зависимости максимального значения моностатической ЭПР от частоты, а также от относительной магнитной проницаемости среды. Было показано, что с увеличением относительной магнитной проницаемости материала изготовления происходит увеличение значения ЭПР объекта, а также обнаружена зависимость эффективной площади рассеяния от соотношения размеров шара и длиной волны, так при превышении порогового значения, после которого шар становится крупным объектом, ЭПР резко возрастает. По результатам исследования был построен график зависимости эффективной площади рассеяния шара от относительной магнитной проницаемости материала изготовления. Доказана возможность применения материала с частотозависимой относительной магнитной проницаемостью в качестве стелс-покрытия. В статье содержится исследуемая модель, графики полученных результатов, по которым можно легко определить зависимость ЭПР от частоты и от относительной магнитной проницаемости материала изготовления The article investigates the dependence of the effective scattering area (ESA) on the relative magnetic permeability of the material from which the structure is made. We chose a sphere as the modeling body, which is made of a dielectric material, in which it is possible to change the relative magnetic permeability. Based on the obtained simulation results, graphs of the dependence of the maximum value of monostatic ESA on frequency, as well as on the relative magnetic permeability of the medium, were constructed. It was shown that with an increase in the relative magnetic permeability of the material of manufacture, an increase in the value of the ESA of the object occurs, and the dependence of the effective scattering area on the ratio of the size of the ball and the wavelength was found, so when the threshold value is exceeded, after which the ball becomes a large object, ESA rises sharply. Based on the results of the study, a graph of the dependence of the effective scattering area of the sphere on the relative magnetic permeability of the material of manufacture was built. The possibility of using a material with a frequency-dependent relative magnetic permeability as a stealth coating was proven. The article contains the investigated model, graphs of the results obtained, by which it is easy to determine the dependence of the ESA on the frequency and on the relative magnetic permeability of the material of manufacture

STUDY OF THE INFLUENCE OF THE TILT ANGLE OF VERTICAL STABILIZERS OF AN AIRCRAFT ON THE EFFECTIVE SCATTERING SURFACE

Рассматривается зависимость значения эффективной площади рассеяния (ЭПР) самолета от угла наклона вертикальных стабилизаторов. Моделирование производится с использованием метода геометрической теории дифракции и физической оптики, так как размеры объекта во много раз превосходят размеры длины волны. Для облучения использовалась плоская волна X-диапазона - частота 10 ГГц. По полученным результатам отражения электромагнитной волны от объекта были построены диаграммы обратного рассеяния, на основе которых была сформирована таблица, содержащая максимальные значения эффективной площади рассеяния. Было замечено, что максимальное значение эффективной площади рассеяния возникает в ситуации, когда отсутствует какой-либо наклон вертикальных стабилизаторов, и при изменении угла наклона вертикальных стабилизаторов на 5 градусов наблюдается значительное понижение максимального уровня ЭПР. При этом возможно возникновение повторных отражений от горизонтальных хвостовых стабилизаторов, что, в свою очередь, приведет к повышению уровня эффективной площади рассеяния. Грамотная оптимизация угла наклона вертикальных стабилизаторов самолета позволяет добиться значительного снижения уровня ЭПР при сохранении аэродинамических характеристик самолета, а внедрение специальных композитных стелс материалов позволяет еще сильнее понизить уровень ЭПР The article considers the dependence of the value of the effective scattering area (ESA) of the aircraft on the tilt angle of the vertical stabilizers. Modeling is performed using the method of the geometric theory of diffraction and physical optics since the dimensions of the object are many times larger than the dimensions of the wavelength. For irradiation, an X-band plane wave was used - a frequency of 10 GHz. Based on the results of the reflection of the electromagnetic wave from the object, backscatter diagrams were built, on the basis of which a table was formed containing the maximum values of the effective scattering area. It was noted that the maximum value of the effective scattering surface occurs in a situation where there is no inclination of the vertical stabilizers, while when the angle of inclination of the vertical stabilizers is changed by 5 degrees, a significant decrease in the maximum ESA level is observed. In this case, repeated reflections from horizontal tail stabilizers may occur, which, in turn, will lead to an increase in the level of the effective scattering surface. Competent optimization of the angle of inclination of the vertical stabilizers of the aircraft allows one to achieve a significant decrease in the ESA level while maintaining the aerodynamic characteristics of the aircraft, and the introduction of special composite stealth materials allows one to further reduce the ESA level

STUDY OF THE INFLUENCE OF RFID TAG BENDING ON BASIC CHARACTERISTICS

Рассматривается пассивная радиочастотная метка, которая находится на гибкой подложке, что приводит к появлению проблемы с изменением характеристик при изгибе метки. В процессе исследования производилось моделирование для трех ситуаций: плоской метки, изогнутой внутрь и наружу. Благодаря современным методам электродинамического моделирования возможно определить все основные характеристики RFID метки - в активном режиме: обратные потери, диаграмму направленности; в пассивном режиме: диаграмму обратного рассеяния, токи и напряжения в нагрузке. При моделировании были построены графики зависимости амплитуд токов и напряжений в нагрузке от частоты, пиковые значения эффективной площади рассеяния. Благодаря полученным данным можно определить наиболее оптимальные частоты для облучения RFID метки, чтобы обеспечить ее работу в активном режиме (высокие токи и напряжения в нагрузке), а также в режиме обнаружения - большие значения ЭПР. Приводятся графики и таблицы для сравнения исследуемых случаев, по которым видны изменения характеристик при изгибе метки, что делает невозможным применение системы в широких диапазонах частот, так как стоит учитывать ее возможные изгибы The article discusses a passive RFID tag that sits on a flexible substrate, which leads to a problem with changing characteristics when the tag is bent. In the course of the study, we carried out modeling for three situations: a flat tag, curved inward and outward. Thanks to modern methods of electrodynamic modeling, it is possible to determine all the main characteristics of an RFID tag - in the active mode: return loss, radiation pattern; in passive mode: diagram of backscatter, currents and voltages in the load. During the simulation, we plotted graphs of the dependence of the amplitudes of currents and voltages in the load on frequency, peak values of the effective scattering area. Thanks to the data obtained, it is possible to determine the most optimal frequencies for irradiation of an RFID tag in order to ensure its operation in an active mode (high currents and voltages in the load), as well as in the detection mode - large ESR values. The article provides graphs and tables for comparing the cases under study, which show changes in characteristics when the tag is bent, which makes it impossible to use the system in wide frequency ranges, since its possible bends should be taken into account

STUDY OF THE RADAR CROSS SECTION OF SIMPLE BODIES

Рассмотрены картины моностатической эффективной площади рассеяния для простых геометрических тел. Для простой металлической пластины был произведен теоретический расчет значения эффективной площади рассеяния (ЭПР), а также произведено моделирование с использованием метода Вейланда, по результатам которого были доказаны точность и эффективность моделирования в специализированном программном обеспечении (ПО). Для определения эффективной площади рассеяния шара рассматривались три случая: когда размеры шара превосходят длину волны; размеры малы, а в качестве материала изготовления выбран проводник; при сохранении размеров материал изготовления заменяется на диэлектрик - стекло. По полученным результатам сделаны выводы о важности сопоставления длины волны с геометрическими размерами тела, а также о положительном влиянии диэлектрических материалов на значение ЭПР. При исследовании цилиндра рассматривались два случая, которые могут возникнуть при исследовании ЭПР цилиндрического объекта, а именно, когда волна падает на боковую поверхность тела и на верхнюю грань. Было показано, что наихудшие значения эффективной площади рассеяния наблюдаются при падении плоской волны на верхние - идеально плоские грани цилиндра. Приведены результаты в виде картин моностатической ЭПР, максимальных значений эффективной площади рассеяния The article considers the figures of the monostatic effective scattering area for simple geometric bodies. For a simple metal plate, a theoretical calculation of the RCS value was carried out, as well as modeling using the Vayland method, the results of which proved the accuracy and efficiency of modeling in specialized software. To determine the effective area of dispersion of the ball, three cases were considered when the dimensions of the ball exceed the wavelength; the dimensions are small, and a conductor is selected as the material of manufacture; while maintaining the dimensions, the material of manufacture is replaced by glass. Based on the results obtained, conclusions are drawn about the importance of comparing the wavelength with the geometric dimensions of the body, as well as the positive effect of dielectric materials on the value of the RCS. In the study of the cylinder, two cases were considered that can arise when studying the RCS of a cylindrical object, namely, when the wave falls on the side surface of the body and on the upper face. It was shown that the worst values of the effective scattering area are observed when a plane wave is incident on the upper, ideally flat, faces of the cylinder. The results are presented in the form of monostatic RCS patterns, maximum values of the effective scattering area