Отзыв оппонента 1 (Бортовые многолучевые антенные решетки для систем спутниковой связи)

официального оппонента, доктора технических наук, профессора Нечаева Евгения Евгеньевича на диссертацикз и автореферат диссертации Милосердова Александра Сергеевича на тему «Бортовые многолучевые антенные решетки для систем спутниковой связи», представленные на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05,12.07 — «Антенны, СВЧ-устройства и их технологии».

Построение бортовых многолучевых антенн для систем глобальной спутниковой связи, имеющих малый вес и продольные размеры и позволяющих осуществить цифровое диаграммообразо ванне с минимальными вычислительными затратами в пределах требуемого сектора обзора с возможностью адаптации характеристик направленности к помеховой ситуации, является важной и актуальной задачей в настоящее время.

Для обоснования цели диссертационной работы автором проведен аналитический обзор антенных устройств современных и перспективных глобальных и региональных систем спутниковой связи, использукнцих зеркальные антенны, двухзеркальные антенны, гибридно-линзовые антенны и многолучевые антенные решетки 1АР), а также проанализированы возможности использования фазированных антенных решеток в системах глобальной спутниковой связи. На основе этих данных автором установлено, что перспективным направлением разработки антенных устройств для систем глобальной спутниковой связи является разработка многолучевых АР с коническим сектором обзора (с углом при вершине 8,7'), с коэффициентом усиления 1КУ) в пределах этого сектора от 35 до 60 дБ.

Эти антенны должны обладать минимально возможными массогабаритными характеристиками, иметь минимальное количество антенных элементов и формировать многолучевые диаграммы направленности ~ДН). При этом срок эксплуатации бортовой антенной системы для глобальной спутниковой связи должен составлять не менее 15 лет. Так как разработанные на данный момент многолучевые зеркальные и линзовые антенны не в полной мере удовлетворяют вышеперечисленным требованиям, особенно в плане обеспечения заданного сектора обзора и минимальных массогабаритных параметров, автором было предложено использование многолучевых АР, построенных по двухступенчатой схеме на основе крупноапертурных излучателей, которые в большей степени удовлетворяют указанным требованиям.

В диссертации проведены исследования характеристик направленности многолучевой АР и обоснованно ее построение в Х- и Ка- диапазонах частот. В качестве крупноапертурного излучателя автором рассматривались зеркальные и линзовые антенны с многоэлементным облучателем. Линзовые излучатели выполнялись как диэлектрические и волноводные апланатические линзы. Во второй главе диссертации автором проведена оптимизация многолучевого зеркального крупноапертурного излучателя.

В процессе оптимизации излучателя особое внимание было уделено минимизации количества элементов в облучателе, что позволило выбрать крупноапертурный излучатель с 7-и элементным облучателем, а с целью снижения падения усиления в направлении пересечения соседних лучей ДН в диссертационной работе был предложен и обоснован алгоритм оптимального возбуждения облучателя. Методом численного моделирования в программном пакете ГЕКО автором была проведена оптимизация геометрии зеркального и линзового крупноапертурного излучателя с целью получения наибольшего КУ в пределах конического сектора обзора с углом при вершине 8,7' и получены оптимальные размеры фокусного расстояния и радиуса теневой поверхности для линзового крупноапертурного излучателя.

Несмотря на то, что зеркальный крупноапертурный излучатель способен формировать достаточно равномерный рельеф КУ в требуемом секторе обзора, из-за значительных габаритов 7-и элементного облучателя возникает высокий уровень затенения зеркала, что приводит к ухудшению характеристик направленности. Для линзовых крупноапертурных излучателей проблемы затенения отсутствуют. Рассмотренный в третьей главе диссертации оптимальный линзовый диэлектрический излучатель обладает наибольшим КУ по сравнению с зеркальным и линзовым волноводным, но имеет крайне небольшой срок эксплуатации в условиях космоса (порядка 3 — 5 лет). Поэтому, наиболее перспективным является линзовый волноводный излучатель, в котором не используются диэлектрические компоненты и отсутствует проблема затенения. Автор привел в своей работе возможную структурную схему построения приемной и передающей многолучевой АР и соотношения, моделировать характеристики ее позволяющие направленности для 7-и и 37-и (Х- и Ка-диапазон, соответственно) излучателей.

В четверзой главе диссертационной работе приведены рассчитанные ДН многолучевой АР, состоящей из линзовых диэлектрических излучателей Х- и Ка- диапазона частот. Все задачи, поставленные в диссертационной работе, решены. Математическое моделирование, выбранное автором в качестве основного метода исследования, обеспечило достоверность полученных результатов.

Использование численного моделирования в программном пакете ГОКО для выбора наилучшей геометрии и конфигурации многолучевого крупноапертурного излучателя позволили получить требуемые параметры исследуемой структуры, поэтому можно считать, что основные положения, выносимые на защиту (с. 6 автореферата, с, 11-12 диссертации), являются достаточно обоснованными и достоверными. Научная новизна работьп Прикладные научные исследования, проведенные в диссертации, направлены на решение конкретной задачи по обоснованию и выбору структуры многолучевой антенной решетки, обеспечивающей заданный сектор обзора при минимальном числе излучателей, на разработку алгоритма оптимального возбуждения крупноапертурных обеспечивающих максимальный КУ в секторе обзора.

излучателей, Автором предложена двухступенчатая структура многолучевой антенной решетки, которая защищена патентом на изобретение РФ №2509399 от 05.07.2012 г. Практическая значимость результатов работы состоит в том. что при использовании предложенной многолучевой антенной решетки в системе спутниковой связи можно обеспечить устойчивую связь между абонентами, расположенными в произвольных точках земной поверхности. увеличить абонентскую емкость сети связи, повысить пропускную способность каналов связи при их высокой надежности и помехозащищенности. Основные научные результаты, выводы и рекомендации диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в том числе, в 1 коллективной монографии, б научных статьях азиз них, 4 - в журналах, включенных в перечень ВАК РФ), 7 тезисах докладов азиз них, 4 - на международных конференциях).

Внедрение результатов работы. Полученные результаты вошли в составную часть эскизного проекта ОКР «Сфера» по построению бортовых многолучевых антенн, проведенной на предприятии «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева. Содержание диссертации соответствует содержанию опубликованных работ. Существенных замечаний к качеству оформления диссертации и изложению материала нет. Содержание автореферата соответствует содержанию диссертации.

Тема диссертации соответствует заявленной научной специальности. Достоинством работы является то, что полученные результаты, позволят улучшить характеристики направленности современных антенных устройств систем спутниковой связи и снизить требуемые для обработки сигналов вычислительные мощности. Замечания по работе. 1. Автором не дано обоснование выбранного метода оптимизации для многолучевой антенной решетки. 2.

В процессе электродинамического моделирования в работе не учитывалось влияние элементов конструкции зеркальных и линзовых крупноапертурных излучателей и всей многолучевой антенной решетки на характеристики направленности, 3. Большая часть результатов получена автором при помощи численного моделирования. Для полного подтверждения достоверности результатов необходимы экспериментальные исследования. Оценивая работу в целом, считаю, что диссертация является законченной самостоятельной квалификационной работой, посвященной решению актуальной прикладной научной задачи — разработка бортовой приемной многолучевой антенной решетки Х- или Ка- диапазона, состоящей из многолучевых крупноапертурных излучателей, для систем глобальной геостационарной спутниковой связи, Диссертационная работа соответствует требованиям положения «О присуждении ученых степеней» ВАК РФ, предъявляемым к кандидатским диссертациям, содержит научно обоснованные технические решения, технических наук по специальности 05.12.07 «Антенны, СВЧ-устройства и их технологии».

Рабочий адрес: 125993 г. Москва, Кронштадтский б-р, д. 20, МГТУ ГА Рабочий телефон: 8(499) 457-70-59 Адрес злектронной почты: еепе$сЬае~рф|па11хц Заведующий кафедрой «Управление воздушным движением» МГТУ ГА ф~ б Б.В. Неввев Подпись Е,Е, Нечаева' заверяю Проректор МГТУ ГА но НР и И В.В. Воробьев внедрение которых имеет существенное значение для страны, и соответствует профилю специальности 05.12.07 — «Антенны, СВЧ- устройства и их технологии» (технические науки), а ее автор — Милосердов Александр Сергеевич, заслуживает присуждения ученой степени кандидата .