Н.Л. Алымов1, М.Е. Елесин2, В.А. Кочетков3, Н.В. Шишкин4

1–4 Академия ФСО России (г. Орёл, Россия)
 

Постановка проблемы. В настоящий момент антенные решетки (АР) находят все более широкое применение при построении РЭС СВЧ-диапазона. Практический интерес представляет совершенствование методов технического диагностирования элементов АР на основе анализа обобщенного параметра.

Цель. Разработать и представить алгоритм диагностирования АР РЭС СВЧ-диапазона на основе анализа обобщенного параметра, показать его отличительные особенности.

Результаты. На базе проведенного моделирования АР РЭС СВЧ-диапазона с использованием современных систем автоматизированного проектирования СВЧ-структур разработана модель 16-элементной планарной АР как объект диагностирования. Проведен анализ и выявлена зависимость совокупности диагностических параметров, характеризующих техническое состояние АР с учетом их изменения при увеличении процента площади отказывающей поверхности АР. Разработан алгоритм диагностирования для антенн с различной топологией и рабочей частотой на основе использования искусственной нейронной сети.

Практическая значимость. Выявленные закономерности и разработанный алгоритм могут быть использованы при разработке процедур диагностирования АР РЭС СВЧ-диапазона.

Алымов Н.Л., Елесин М.Е., Кочетков В.А., Шишкин Н.В. Алгоритм диагностирования антенных решеток РЭС СВЧ-диапазона на основе образов диаграмм направленности и значений коэффициента стоячей волны по напряжению // Динамика сложных систем. 2023. Т. 17. № 2. С. 5−16. DOI: 10.18127/j19997493-202302-01

1. Choradiya R.M., Sahal M., Yadav D., Tiwari M. Dual band compact microstrip antenna with defected ground for modern wireless applications. International Conference on Recent Trends on Electronics, Information, Communication & Technology (RTEICT), Bangalore, India. 2021. P. 601–605. Doi: 10.1109/RTEICT52294.2021.9573751.
2. Olufadi Y.B., Maina I., Adegboye O.A. Ireti Fasiku A. Comparative Analysis of the Effect of Different Substrates Materials on Microstrip Patch Antenna Operating at 3.6 GHz. IEEE International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials (ICPADM). Johor Bahru, Malaysia. 2021. P. 81–84. Doi: 10.1109/ICPADM49635.2021.9493967.
3. Al-Mihrab M.A., Salim A.J., Ali J.K. A Compact Multiband Printed Monopole Antenna with Hybrid Polarization Radiation for GPS, LTE, and Satellite Applications. In: IEEE Access. 2020. V. 8. P. 110371–110380. Doi: 10.1109/ACCESS.2020.3000436.
4. Choradiya R.M., Sahal M., Yadav D., Tiwari M. Dual band compact microstrip antenna with defected ground for modern wireless applications. International Conference on Recent Trends on Electronics, Information, Communication & Technology (RTEICT). Bangalore, India. 2021. P. 601–605. Doi: 10.1109/RTEICT52294.2021.9573751.
5. Olufadi Y.B., Maina I., Adegboye O.A., Ireti Fasiku A. Comparative Analysis of the Effect of Different Substrates Materials on Microstrip Patch Antenna Operating at 3.6 GHz. IEEE International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials (ICPADM). Johor Bahru, Malaysia. 2021. P. 81–84, Doi: 10.1109/ICPADM49635.2021.9493967.
6. Al-Mihrab M.A., Salim A.J., Ali J.K. A Compact Multiband Printed Monopole Antenna with Hybrid Polarization Radiation for GPS, LTE, and Satellite Applications. In: IEEE Access. 2020. V. 8. P. 110371–110380. Doi: 10.1109/ACCESS.2020.3000436.
7. Добычина Е.М., Шмачилин П.А. Построение цифровых антенных решеток для современных радиоэлектронных систем // Антенны. 2011. № 3. С. 61–70.
8. Кочетков В.А., Алымов Н.Л. Использование САПР Genesys при моделировании процессов диагностирования элементов антенно-фидерного тракта и антенных решеток РЭС СВЧ-диапазона // Информационные системы и технологии. 2018. № 3.
9. Кочетков В.А., Елесин М.Е., Алымов Н.Л., Черкасов А.Е. Результаты электродинамического моделирования влияния изменения фазы возбуждения излучающих элементов на диаграмму направленности планарных антенных решеток СВЧ-диапазона // Информационные системы и технологии. 2018. № 4.
10. Кочетков В.А., Алымов Н.Л., Тихонов А.В., Ремизов Ю.А. Результаты исследования влияния отказов излучателей антенных решеток РЭС СВЧ-диапазона на изменение параметров антенно-фидерного тракта с использованием САПР GENESYS // Информационные системы и технологии. 2018. № 4.
11. Кочетков В.А., Алымов Н.Л., Елесин М.Е., Горшков А.А. Способ описания процесса формализации уровней диагностических моделей и постановка задачи их выделения из конфигурационных наборов топологии антенной решетки РЭС СВЧ-диапазона с использованием нейросетевых технологий // Изв. Тульского гос. ун-та. Сер.: Технические науки. 2019. № 3. С. 9–19.
12. Кочетков В.А., Алымов Н.Л., Елесин М.Е., Горшков А.А. Алгоритм диагностирования антенной решетки РЭС СВЧ-диапазона на основе измеренных значений коэффициента стоячей волны и волнового сопротивления // Изв. Тульского гос. ун-та. Сер.: Технические науки. 2022. № 9. С. 9–14.
13. Hossain S., Rana M.S., Rahman M. M. Design and Analysis of A Ka Band Microstrip Slotted Patch Antenna with 5G Communication Technology Using CST. IEEE 3rd Global Conference for Advancement in Technology (GCAT). Bangalore, India. 2022. P. 1–4. Doi: 10.1109/GCAT55367.2022. 9972008.
14. Winton D.B., Carl Huang Z. MBSE and FMEA Integration Using GENESYS. Annual Reliability and Maintainability Symposium (RAMS). Orlando, FL, USA. 2021. P. 1–7. Doi: 10.1109/RAMS48097.2021.9605748.
15. Юрцев О.А. и др. Моделирование антенн в режимах излучения и рассеяния в пакетах CST STUDIO. HFSS, FEKO и узкоспециализированных программах: метод. пособие. Минск: БГУИР. 2012. 62 с.
16. Москалев Д.В. Влияние выхода из строя излучающих элементов на характеристики многогранной антенной решетки / Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники – Минск. 2011.
17. Справочник по радиолокации / Под ред. М.М. Сколника. М.: Сов. радио, 1977.
18. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Сов. радио. 1966.
19. Свидетельство о государственной регистрации № 2020664033 (РФ). Программа, реализующая алгоритм технического диагностирования антенных решеток средств ШБД / В.А. Кочетков, Н.Л. Алымов, А.Е. Черкасов, М.Е. Елесин. 2021.