Диссертация (785868), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Применениеметодовстатистическогоанализахарактеристикпозволяетопределитьвозможности практической реализации моделей, а также ряд требований ктехнологии производства бортовых антенных решеток.Объекты и предметы исследованийК объектам диссертационных исследований относятся антенные решетки спространственным размещением элементов и широкоугольным сканированием, атакже антенные решетки бортовых телекоммуникационных и радиолокационныхсистем со специальными формами диаграмм направленности. Предметамиисследований являются электродинамические модели антенных решеток сплоской и пространственной структурой антенного полотна.Цель и задачи работыЦелью диссертационной работы является разработка методов анализа исинтеза характеристик антенных решеток с широким сектором обзора ипостроениеэлектродинамическихмоделейантенныхсистеммобильныхкомплексов со специальными формами диаграмм направленности.Для достижения указанной цели в рамках общей проблемы разработки исоздания широкополосных антенных систем с широкоугольным сканированиемразвит новый подход к решению задач антенной техники, отличающийсяприменением пространственных структур для расширения рабочей полосы исектора обзора.

В рамках данного подхода в диссертационной работе решаютсяследующие задачи:Анализ и разработка методов теории антенных решеток с расширеннымтелесным сектором сканирования и рабочей полосой частот.10Анализ и разработка методов моделирования волноводных возбудителей,образованных конформными поверхностями для антенных систем мобильныхтелекоммуникационныхирадиолокационныхсистем с волнойтипа Т,обеспечивающих отсутствие дисперсии, минимальные потери и массогабаритныехарактеристики при моноимпульсной работе и позволяющих преодолетьосновные трудности построения конформных АФАР.Исследование характеристик направленности, рабочей полосы и определениеминимального количества излучателей в антенных решетках с пространственнойструктурой размещения элементов в эквивалентном излучающем раскрыве,обеспечивающее одномерное широкоугольное сканирование.Разработка теории синтеза и методов, позволяющих уменьшить уровеньбокового излучения за счет перераспределения бокового фона и вариацииизлучающего раскрыва.Исследование влияния амплитудных и фазовых ошибок на характеристикинаправленности антенных решеток с пространственной структурой размещенияэлементов, позволяющее определить допуски на изготовление элементовантенного полотна и распределительной системы.Методы исследованияЧисленные методы электродинамики, теории синтеза антенн, численныеметоды математического анализа, методы статистической теории антенн,численное моделирование характеристик ККАР на ЭВМ и метод собственныхфункций теории регулярных волноводов.Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:-предложен новый способ построения и развиты математические методыисследования антенных систем, обеспечивающих широкий сектор обзора приработе в широкой полосе частот.11-доказаны преимущества пространственного способа размещения элементов вантенных системах с широкоугольным сканированием, позволяющегоминимизировать число управляющих элементов в распределительнойсистеме антенной решетки, а также существенно уменьшить взаимодействиеэлементов за счет возможности их пространственного разнесения.-предложены системы возбуждения антенных решеток с широким секторомобзора в виде конформных поверхностей с азимутально симметричнойструктурой и основной волной типа Т, обеспечивающие недисперсионнуюработу в широкой полосе частот и азимутально симметричное возбуждениеэлементов антенной системы при широкоугольном сканировании.-разработаны методы расчета характеристик систем возбуждения антенныхрешеток с широким сектором обзора в виде конформных поверхностей сволной типа Т.-разработаны методы синтеза характеристик направленности антенныхрешеток с широкоугольным сканированием, обеспечивающие требуемыйуровень бокового излучения.-Разработанспособоценкивлияниятехнологическихпогрешностей,возникающих при изготовлении антенного полотна и распределительнойсистемы на характеристики направленности, позволяющий определитьдопуски на изготовление отдельных элементов антенной системы.Практическая значимость результатов работыРазработанные в диссертации методы синтеза и статистического анализахарактеристикнаправленностиантенныхрешетокреализованыввидеприкладных программ и направлены на решение широкого круга задач, вчастности, для получения исходных данных при создании макетов антенногополотна и распределительной системы антенной решетки с широкоугольнымсканированием.12Наосноверазработанныхэлектродинамическихмоделейвыполненыопытные образцы антенны телекоммуникационной системы, мобильной бортовойдвухдиапазонной радиолокационной антенной системы, антенной решеткибортовой РЛС, устанавливаемой на вертолете, и вертолетной РЛС морскогобазирования «Минога», низкопрофильного антенного модуля спутниковой связисантиметрового диапазона волн с широкоугольным механическим сканированием«Вига».Основные положения, выносимые на защиту-Принципы построения кольцевых концентрических антенных решеток,основанныенатеориивыпуклыхантенн,обеспечивающиеширокоугольное сканирование в секторе 360° в азимутальной плоскости,расширение рабочей полосы и минимизацию числа элементов иуправляющих устройств за счет пространственной структуры размещенияэлементов в антенном полотне.-Системы возбуждения антенных решеток, построенные на основе теориикоаксиального, радиального и сферического волноводов, позволяющиеуменьшитьпотеринапорядокпосравнениюсфидернымираспределительными системами, устранить дисперсию и минимизироватьмассогабаритные характеристики антенных решеток с широкоугольнымсканированием за счет использования волноводных систем с волной типаТ и азимутально симметричной структурой.-Модели антенных решеток большой размерности, разработанные сиспользованием специализированных программных средств, применяемыхдля электродинамического моделирования антенн и устройств СВЧ ипозволяющие определить характеристики антенной системы с учетомвзаимного влияния элементов.-Методологиясканированием,синтезаантенныхобеспечивающаярешетоктребуемыйсУБЛширокоугольнымприизменении13положения луча в широком секторе углов.-Модели бортовых антенных решеток радиолокационных систем, а такжесистем спутникового телевидения и спутниковой связи, выполненных сприменениемновыхтехнологий,позволяющихминимизироватьмассогабаритные характеристики.Достоверность полученных результатов подтверждается:- применением прошедших апробацию методов общей и статистическойтеории антенн;- использованиемпозволяющихспециализированныхпроводитьанализкомпьютерныхструктурыантенногопрограмм,полотнаираспределительной системы численными электродинамическими методами;- проверкой полученных результатов вычислительными экспериментами иэкспериментальными исследованиями;- использованиемразработанныхмоделейвопытныхобразцахрадиоэлектронных средств.Реализация и внедрение результатов работыЭлектродинамические модели и результаты анализа характеристик антенныхсистем использованы при выполнении научно-исследовательских и опытноконструкторских работ по созданию антенных решеток радиолокационныхкомплексов и телекоммуникационных систем в различных организациях: АО«Корпорация «Фазотрон –НИИР»», АО «Московский ордена Трудового КрасногоЗнамени научно-исследовательский радиотехнический институт» (АО МНИРТИ),ОАО «НПО „Лианозовский электромеханический завод“» (НПО «ЛЭМЗ»), НПО«Энергия».14Апробация результатов работыОсновныеположениядиссертационнойработыдокладывалисьиобсуждались на XXVIII Международной конференции «Теория и техникаантенн», (Москва, 1998 г.), Международной конференции «Шестой научныйобменный семинар.

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.), Всероссийской конференции«Излучение и рассеяние ЭМВ», (Таганрог, июнь 18-23. 2001 г.), MIKON 15thInternational Conference of Microwaves, Radar and Wireless Communications,Poland, (Warszawa, May 17th-18 th, 2004), Всероссийской научно-техническойконференции «Информационные и телекоммуникационные технологии», (Сочи,сентябрь 19-26.

2004 г.), 18 – ой Научно-технической конференции в НИИП,(Жуковский,февраль.2004г.),Международнойнаучнойконференции«Излучение и рассеяние электромагнитных волн», (Таганрог, 2005 г.), НТК«Инновации в авиации и космонавтике-2011», (Москва, МАИ, 2011г.), 11-йМеждународной конференции «Авиация и космонавтика – 2012», (Москва, МАИ,13-14 ноября 2012г.), IEEE Xplore Antennas and Propagation (Eu-CAP), 2014 8thEuropean Conference on., 2-й Международной конференции "Актуальныепроблемы создания космических систем дистанционного зондирования земли"ОАО НИИЭМ, (г. Истра, 2014 г.), Московской молодёжной научно-практическойконференции «Инновации в авиации и космонавтике - 2015».

Москва, 21-23апреля2015г.,«Актуальные4-йМеждународнойпроблемысозданиянаучно-техническойкосмическихсистемконференциидистанционногозондирования земли». Москва, 19 мая 2016 г., 15-й Международной конференции«Авиация и космонавтика». Москва, 14-18 ноября 2016 г, 5-й Международнойконференции"Актуальныепроблемысозданиякосмическихсистемдистанционного зондирования земли" АО «Корпорация «ВНИИЭМ»», 25 мая2017г.,Всероссийскойнаучнойконференции«Современныепроблемы15дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракцииволн», г. Муром, 27-29 июня 2017г.ПубликацииПо теме диссертации опубликовано 100 работ из них 2 монографии, 23статьи в центральной научной печати (включая журналы «Радиотехника»,«Антенны»,«ТрудыМАИ»,«Информационно-измерительныесистемы»,«Электросвязь», «Успехи современной радиоэлектроники»), 65 докладов в трудахМеждународных и Всероссийских конференций и семинаров.

Материалыдиссертационной работы использованы при подготовке раздела в коллективноймонографии«Бортовыецифровыеантенныерешеткииихэлементы»,опубликованной в издательстве «Радиотехника». Материалы диссертационнойработы также использованы при подготовке 5 учебных пособий в трудах МАИ.По результатам проведённых работ получено 6 патентов.Личный вкладВ работах, выполненных в соавторстве, выводы основных теоретическихсоотношений получены автором. Автор принимал участие в разработке бортовыхантенных решеток для вертолетов нового поколения, а также для мобильныхрадиолокационных и телекоммуникационных комплексов. Автором проведеномоделированиеиоптимизацияхарактеристикнаправленностиантеннсширокоугольным сканированием и пространственным размещением элементом.Объем и структура диссертационной работыДиссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, спискалитературы.

Характеристики

Список файлов диссертации