А.С. Петров1, В.А. Чиков2
1,2 АО «НПО Лавочкина» (г. Химки, Московская область, Россия)
Постановка проблемы. В зарубежной литературе предложен и уже в течение ряда лет успешно используется метод синтеза с помощью итерационного метода быстрого преобразования Фурье (БПФ) диаграмм направленности (ДН) больших (с сотнями и тысячами излучателей) линейных и планарных антенных решеток. Вместе с тем ряд вопросов, возникающих при практической реализации метода, освещен в недостаточной мере.
Цель. Раскрыть практические особенности и некоторые детали реализации алгоритма синтеза ДН больших линейных и планарных антенных решеток с помощью итерационного метода БПФ, а также привести примеры его применения.
Результаты. Подробно описано содержание алгоритма метода БПФ, пошаговая процедура формирования целевого шаблона ДН и особенности выполнения итерационной процедуры синтеза амплитудно-фазового возбуждения излучателей. Приведены результаты синтеза ДН линейной решетки с 64 излучателями, выполненного на офисном компьютере при 500 итерациях за 2,5 с. Общий уровень боковых лепестков ограничен значением –30 дБ, а в четырех дополнительно заданных угловых областях – по уровню –60 дБ. Синтезирована планарная решетка с числом элементов 64×64=4096. При выполнении 100 итераций за 110 с удалось понизить общий уровень боковых лепестков до –40 дБ, а в четырех дополнительных областях – до –55 дБ. Приведены результаты применения комбинированного метода синтеза ДН планарной решетки в отдельности по двум ортогональным осям с помощью итерационного алгоритма БПФ синтеза линейной решетки. Скорость синтеза совпадает со скоростью выполнения процедуры для линейной решетки.
Практическая значимость. Раскрыты особенности алгоритма и детали выполнения вычислительной процедуры метода итерационного БПФ для синтеза больших линейных и планарных фазированных антенных решеток. Данный метод может быть включен в библиотеку процедур антенного синтеза как дополнительный полезный инструмент проектирования в инженерной практике.
Петров А.С., Чиков В.А. Реализация алгоритма синтеза диаграммы направленности антенной решетки с помощью итерационного метода быстрого преобразования Фурье // Успехи современной радиоэлектроники. 2021. T. 75. № 12. С. 32–41. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202112-03
- Keizer W.P. Fast Low Sidelobe Synthesis for Large Planar Array Antennas Utilizing Successive Fast Fourier Transforms of the Array Factor // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2007. V. AP-55. № 3. P. 715–722.
- Keizer W.P. APAS: An advanced phased-array simulator // IEEE Antennas Propag. Mag. 2010. V. 52. № 2. P. 40–56.
- Wang X.-K., Jiao Y.-Ch., Tan Y.-Y. Synthesis of Large Thinned Planar Arrays Using a Modified Iterative Fourier Technique // IEEE Transactions On Antennas And Propagation. 2014. V. AP-62. № 4. P. 1564–1571.
- Конов К.И., Климов К.Н. Подавление уровня боковых лепестков в модельной задаче об излучении антенной решетки с заданными парциальными диаграммами // Радиотехника и электроника. 2021. Т. 66. № 6. С. 581–593.
- Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны: Учебник для радиотехнических специальностей вузов. М.: Энергия. 1975.