А.Ю. Ларин1, А.В. Литвинов2, С.Е. Мищенко3, В.В. Шацкий4, Д.Ю. Елисеев5

1–5 ФГУП «РНИИРС» (г. Ростов-на-Дону, Россия)

3 mihome@yandex.ru

Основной недостаток активных фазированных антенных решеток (АФАР) − высокая стоимость, снижения которой добиваются различными путями. Одним из них является сокращение числа активных элементов. Сокращение числа активных каналов может приводить к снижению излучаемой мощности и ограничению функциональных возможностей АФАР при формировании диаграмм направленности (ДН). В связи с этим актуальной является задача выбора такой конфигурации АФАР, при которой число ее активных элементов остается ограниченным, а возможности формирования и управления ДН позволяют использовать ее в составе моноимпульсной радиолокационной станции с механическим сканированием луча в горизонтальной плоскости.

Цель.  Выполнение требований к форме ДН и сектору сканирования лучом плоской АФАР при заданных ограничениях на число активных каналов. Для достижения поставленной цели исследований требуется: 1) обосновать метод конструктивного синтеза плоской АФАР из неидентичных горизонтальных подрешеток и с ограниченным числом активных каналов; 2) проверить работоспособность метода конструктивного синтеза.

Результаты. Предложен метод конструктивного синтеза плоской АФАР из линейных горизонтальных подрешеток с неодинаковым числом антенных элементов и числом активных каналов, равным числу подрешеток. В качестве искомых параметров задачи конструктивного синтеза рассмотрены коэффициенты передачи активных каналов, число элементов в подрешетках и координаты размещения фазовых центров подрешеток АФАР в плоском раскрыве. При этом заданы ограничения на форму границы плоского раскрыва и амплитудное распределение в раскрыве АФАР, а также сформулированы требования к сектору сканирования АФАР. Предложенный метод основан на итерационной процедуре, в ходе которой минимизируют отклонение амплитудного распределения в раскрыве АФАР из подрешеток от заданного амплитудного распределения. Синтезированы несколько вариантов построения АФАР из подрешеток при различных требованиях к форме заданного амплитудного распределения. Оценена устойчивость решения задачи к внешним воздействиям, а также к отказам элементов.

Практическая значимость. Метод показал свою работоспособность при формировании различных амплитудных распределений в раскрыве плоской АФАР. Полученные решения могут быть использованы в моноимпульсных РЛС с механическим сканированием луча в азимутальной плоскости и электронным сканированием в угломестной плоскости. По сравнению с АФАР, в которых каждый канал связан с одним антенным элементом, число активных каналов снижено в 7,5 раз, что приводит к существенному снижению стоимости АФАР.

Ларин А.Ю., Литвинов А.В., Мищенко С.Е., Шацкий В.В., Елисеев Д.Ю. Метод конструктивного синтеза плоской активной фазированной антенной решетки с ограниченным числом активных каналов // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. T. 78. № 6. С. 34–43. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202406-04

1. Активные фазированные антенные решетки / Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенкова. М.: Радиотехника. 2004.
2. Гостюхин В.Л., Трусов В.Н., Гостюхин А.В. Активные фазированные антенные решётки / Под ред. В.Л. Гостюхина. М.: Радиотехника. 2011.
3. Литвинов О.С. Теория частично адаптивных антенных решеток // Антенны. 2016. № 8. С. 16-24.
4. Башлы П.Н., Кузнецов Ю.А. Матричный синтез многофункциональных антенных систем с комплексным управлением // Антенны. 2012. № 2. С. 13–20.
5. Willey R.E. Space tapering of linear and planar arrays // Trans. IRE. 1962. № 4. V. AP-10. P. 369–377.
6. Зелкин Е.Г., Соколов В.Г. Методы синтеза антенн: Фазированные антенные решетки и антенны с непрерывным раскрывом. М.: Сов. радио. 1980.
7. Безуглов А.А., Мищенко С.Е., Шацкий В.В. Метод конструктивного синтеза плоской передающей АФАР на основе нейросетевого подхода // Антенны. 2015. № 12. С. 3-10.
8. Мищенко С.Е., Шацкий В.В., Литвинов А.В., Елисеев Д.Ю. Метод конструктивного синтеза активной фазированной антенной решетки на основе нейросетевого подхода // Труды 28-й Междунар. крымской конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». 08–14 сентября 2019. Севастополь. Россия. Доклад № 4.1.
9. Мищенко С.Е., Шацкий В.В., Елисеев Д.Ю., Литвинов А.В., Безуглов А.А. Нейросетевой подход к решению задач конструктивного синтеза активных фазированных антенных решеток // Сб. докл. 25-й Междунар. науч.-технич. конф. «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж. 18–20 апреля 2019. Т. 4. С. 369-380.