Автореферат (785867), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Радиотехнические средства и устройства СВЧ» (Москва,1999г.),Международнойконференции«СВЧ–техникаителекоммуникационные технологии», ( Севастополь, 2000 г ., 2001 г., 2003 г.,2004 г ., 2005 г., 2007 г., 2014 г., 2015 г., 2016 г.), Всероссийскойконференции «Излучение и рассеяние ЭМВ», (Таганрог, июнь 18-23. 2001г.), MIKON 15th International Conference of Microwaves, Radar and WirelessCommunications, Poland, (Warszawa, May 17научно-техническойконференцииth-18 th, 2004), Всероссийской«Информационныеителекоммуникационные технологии», (Сочи, сентябрь 19-26.

2004 г.), 18 – ойНаучно-технической конференции в НИИП, (Жуковский, февраль. 2004 г.),Международнойнаучнойконференции«Излучениеирассеяниеэлектромагнитных волн», (Таганрог, 2005 г.), НТК «Инновации в авиации икосмонавтике-2011»,(Москва,МАИ,2011г.),11-йМеждународнойконференции «Авиация и космонавтика – 2012», (Москва, МАИ, 13-14ноября 2012г.), IEEE Xplore Antennas and Propagation (Eu-CAP), 2014 8th11European Conference on., 2-й Международной конференции "Актуальныепроблемы создания космических систем дистанционного зондированияземли" ОАО НИИЭМ, (г. Истра, 2014 г.), Московской молодёжной научнопрактической конференции «Инновации в авиации и космонавтике - 2015».Москва, 21-23 апреля 2015г., 4-й Международной научно-техническойконференции«Актуальныепроблемысозданиякосмическихсистемдистанционного зондирования земли».

Москва, 19 мая 2016 г., 15-йМеждународной конференции «Авиация и космонавтика». Москва, 14-18ноября 2016 г, 5-й Международной конференции "Актуальные проблемысоздания космических систем дистанционного зондирования земли" АО«Корпорация«ВНИИЭМ»»,25мая 2017г.,Всероссийской научнойконференции «Современные проблемы дистанционного зондирования,радиолокации, распространения и дифракции волн», г. Муром, 27-29 июня2017г.ПубликацииПо теме диссертации опубликовано 100 работ из них 2 монографии, 23статьи в центральной научной печати (включая журналы «Радиотехника»,«Антенны», «Труды МАИ», «Информационно-измерительные системы»,«Электросвязь», «Успехи современной радиоэлектроники»), 65 докладов втрудах Международных и Всероссийских конференций и семинаров.Материалы диссертационной работы использованы при подготовке раздела вколлективной монографии «Бортовые цифровые антенные решетки и ихэлементы», опубликованной в издательстве «Радиотехника».

Материалыдиссертационной работы также использованы при подготовке 5 учебныхпособий в трудах МАИ. По результатам проведённых работ получено 6патентов.12Личный вкладВработах,выполненныхвсоавторстве,выводыосновныхтеоретических соотношений получены автором. Автор принимал участие вразработке бортовых антенных решеток для вертолетов нового поколения, атакжедлямобильныхкомплексов.Авторомрадиолокационныхпроведеноителекоммуникационныхмоделированиеиоптимизацияхарактеристик направленности антенн с широкоугольным сканированием ипространственным размещением элементом.Объем и структура диссертационной работыДиссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения,списка литературы.

Работа содержит 276 страниц машинописного текста,основное содержание диссертации изложено на 253 страницах. Списоклитературы включает 143 наименования на 13 страницах.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении к диссертации обоснована актуальность темы работы,сформулированы цели, задачи и методы исследований, изложены научнаяновизнаипрактическаязначимость.Приводятсяосновныенаучныеположения, выносимые на защиту и дается краткое содержание каждой изглав диссертационной работы.В первой главе «Состояние и проблемы бортовых антенныхсистем» рассматриваются сканирующие антенные решетки, применяемые всовременныхОпределяютсятелекоммуникационныхосновныепроблемы,ирадиолокационныхвозникающиеприсистемах.расширениифункциональных возможностей радиотехнических систем.

Обсуждаютсяпути построения антенных систем, позволяющих преодолеть отмеченныепроблемы.13В процессе создания многофункциональных радиотехнических системвозникает необходимость работы остронаправленных сканирующих антенн вширокой полосе или в нескольких диапазонах частот. Как известно,существующие плоские ФАР и АФАР узкополосны, что затрудняет ихприменениедлясозданияинтегрированныхрадиолокационныхителекоммуникационных систем, устанавливаемых на мобильных объектах.Размещение излучателей в решетке с малым шагом также исключаетприменение плоских антенных решеток. Таким образом, требования,предъявляемые ксовременным антенным системам, реализуются путемрасширения сектора сканирования и рабочей полосы частот.

Для улучшенияотмеченныххарактеристик в настоящее время предложены конформныеантенные решетки и различные их модификации. Однако, из-за сложностипрактическойреализациираспределительнойсистемы,ониимеютограниченное применение.Совершенствование элементной базы распределительных систем,разработка ППМ и цифровых систем формирования и управления лучом,определяют новые направления развития антенной техники.

Наиболееперспективными схемами построения при широкоугольном сканированииширокополосной работе являются конформная и пространственная схемыпостроения антенного полотна. Поэтому на современном этапе развитиятеории антенн, актуальна проблема разработки методов расчета и синтезахарактеристик направленности таких схем построения.При ограниченном секторе обзора пространства актуальна проблемаразработки антенных систем с моноимпульсной и косекансной формойдиаграмм направленности, работающих в одном или нескольких диапазонахчастот.Во второй главе «Бортовые ФАР с круговым обзором» излагаютсяособенности работы и методы исследования, предложенных ранее и14получивших дальнейшее развитие, кольцевых концентрических антенныхрешеток (ККАР) с широкоугольным сканированием.Кольцевые концентрические антенные решетки рис.1 обеспечиваютширокоугольное сканирование в пределах 360в азимутальной плоскости,практически без искажения характеристик при сканировании, но в отличие отцилиндрическихантенныхрешеток,управлениелучомможетбытьвыполнено только с помощью фазовращателей без коммутаторов.

Возможныи другие варианты практической реализации ККАР, например, дисковыеантенны рис.2, из которых можно строить антенны с пространственнойструктурой размещения элементов любой конфигурации.Рис.1. Общий вид ККАР.Рис.2.Модель кольцевой концентрической антенной решетки, размещенноймежду двумя проводящими дискамиКольцевыеконцентрическиеантенныерешеткипозволяютсущественно уменьшить минимально необходимое число фазовращателей.

Всилу центральной симметрии, в эквивалентной апертуре имеет местопостоянное амплитудное распределение и ее ДН практически не искажается15при сканировании в широком секторе углов. Она обладает широкой полосойи допускает работу в диапазоне.В сравнении с плоской решеткой в ККАР существенно изменяетсявзаимодействие, устраняется эффект «ослепления» и при сканированиисуммарный импеданс всей системы остается постоянным. Кольцевыеконцентрические антенные решетки могут иметь значительный шаг междуизлучателями (2-3) при формировании однолучевого режима работы.

Нарис.3 приведена зависимость шага излучателей от ширины луча ККАР итаблица с параметрами антенных решеток.Таблица 1ЧислоШиринаШагизлучателейлучаизлучателей3471°3λ1213°1,75λ616°1,25λ3112°0,9λРис.2.Зависимость шага излучателей от ширины луча ККАР.Применение в ФАР минимально необходимого числа управляемыхизлучателейприводитформированиюзаданнойширинылучасодновременным возрастанием уровня бокового излучения. В отличии отплоских ФАР, УБЛ в простейших ККАР не убывает с ростом угловойкоординатыинаблюдаетсяобратноеизлучение(внаправлении,противоположном формированию главного максимума).Минимизация УБЛ в ККАР возможна известными методами, как и вплоских ФАР, а также оптимизацией размещения колец и излучателей наних. Выбор методов синтеза характеристик направленности зависит оттехнических требований, предъявляемых к антенной системе.16Задача синтеза ДН в плоскости решетки при известных фазахвозбуждения элементов сводится к трехмерной задаче поиска радиусов колец,углового шага излучателей и амплитудного распределения, необходимых дляполучения заданного УБЛ.

Размерность задачи можно снизить, если перейтиот дискретных элементов, расположенных по концентрическим окружностямк системе непрерывных излучающих колец, обеспечивающих формированиемаксимума в плоскости кольца.Для этого необходимо представить взамкнутом виде ДН непрерывного кольцевого излучателя с требуемымфазовым распределением. Переходя от суммы, определяющей ДН, кинтегралу, получаем:2 j 2 R cos  cos   f     e d   2J 0  2kR sin  (1)20Из общей теории синтеза известны ограничения, накладываемые нафункцию F(), поэтому желательно искать заданную ДН в классе функций L2.Из теории круглых раскрывов удобно брать ДН в виде цилиндрическихфункций p(x).

При синтезе ДН в виде p-функции, с уменьшением УБЛпроисходит одновременное расширение луча по сравнению с ранеерассчитанными характеристиками. Зависимость основных характеристик отпорядка цилиндрической функции приводится в таблице 2.Таблица 2УБЛ, дБN/Nmin-7,953Rmaxp20.7,град.*0441622 Rmax-184,3Rmax 1,082732 Rmax-24,45Rmax 1,272 Rmax17 0,763842 Rmax-305,8Rmax 1,464952 Rmax-366,5Rmax 1,655106-407,3Rmax 1,842 RmaxПри разложении заданной функции в ряд Фурье-Бесселя число колецопределяется максимальным радиусом решетки Rmax и равно числуположительных корней функции Бесселя первого рода J p x  , попадающих винтервал [ 0  x 4Rmax], где - длина волны. В отличии от разложения вряд Шлемильха, при разложении в ряд Фурье-Бесселя кольца располагаются спеременным шагом, который с ростом числа колец приближается кпостоянной величине.Уменьшение УБЛ может быть достигнуто также регулировкойамплитудного распределения в эквивалентной апертуре при минимальномчисле элементов.

Следует отметить, что синтез проведен для сканирующейантенныиприсканированиинепроисходитизмененияформысинтезированной ДН.Важнейшей задачей, возникающей при практической реализацииантеннойрешетки,являетсяопределениевлиянияпогрешностейизготовления на характеристики направленности. Поэтому все расчетыхарактеристик направленностибыли проведены с учетом влиянияамплитудных и фазовых ошибок, распределение которых по раскрывуприведено на рис.3.18Рис.3. Зависимости амплитудной (a) и фазовой ошибок (б) от номераэлемента.Плоское расположение излучателей позволяет обеспечить двумерноесканирование, кроме перемещения луча по азимуту можно перемещать лучпо углу места.

Характеристики

Список файлов диссертации