А.С. Захаров1, А.В. Тимошенко2, Д.А. Разумов3, С.Н. Марфин4

1,2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (Москва, Россия)

3,4 Научно-производственное объединение дальней радиолокации им. А.Л. Минца (Москва, Россия)

1 zakharov.as17@physics.msu.ru, 2 u567ku78@gmail.com, 3 dmitryrazumov99@gmail.com, 4 smarfin@npodr.ru

Постановка проблемы. Воздействие деструктивных факторов как на амплитудно-фазо-частотную характеристику (АФЧХ) приемопередающего тракта, так и на амплитудно-фазовое распределение (АФР) на раскрыве антенны радиолокационной станции мониторинга космического пространства (РЛС МКП) существенно снижает ее точностные характеристики. Существующие модели точностных характеристик не в полной мере дают возможность учесть деструктивное влияние стохастических изменений амплитуды и фазы, что не позволяет разработать адаптивный алгоритм для оперативной и точной компенсации деструктивных факторов.

Цель. Сформировать расчетно-аналитическую модель точностных характеристик РЛС МКП при воздействии различных деструктивных факторов и оценить изменения точностных характеристик при заданном среднеквадратичном отклонении фазы.

Результаты. Отмечена необходимость учета стохастических изменений АФЧХ и АФР при воздействии деструктивных факторов. Показано, что при изменении среднеквадратичного отклонения фазы до 60˚ коэффициент направленного действия активной фазированной антенной решетки уменьшается на 5 дБ, а ширина основного лепестка диаграммы направленности увеличивается на 0,12˚, что, в свою очередь, снижает точность оценки угловой координаты на 0,5˚.

Практическая значимость. На основании полученных зависимостей и значений точностных характеристик возможно сформировать основные положения метода компенсации на основе ввода поправок в каналах по амплитуде и фазе.

Захаров А.С., Тимошенко А.В., Разумов Д.А., Марфин С.Н. Расчетно-аналитическая модель точностных характеристик радиолокационной станции при стохастических изменениях амплитуды и фазы // Электромагнитные волны и электронные системы. 2025. Т. 30. № 4. С. 67−75. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202504-06

1. Порсев В.И., Гелесев А.И., Красько А.Г. Угловое сверхразрешение сигналов с использованием «виртуальных» антенных решеток // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2019. № 4(31). С. 24–34.
2. Захаров А.С., Шаманов В.В., Перлов А.Ю., Соколов К.С., Поздышев В.Ю. Многопараметрическая оптимизация процесса проектирования РЛС мониторинга космического пространства на основе онтологического анализа зависимостей функциональных характеристик от множества технических решений // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 10. С. 110–117. DOI 10.18127/ j00338486-202410-12
3. Манукьян А.А. Построение двумерных радиоизображений объектов по неэквидистантным кодированным частотно-временным последовательностям импульсов // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 3. С. 282. DOI 10.7868/ S0033849414120134.
4. Barker L., Drakakis K., Rickard S. On the Complexity of the Verification of the Costas Property // Proceedings of the IEEE. 2009. V. 97. № 3. P. 586–593. DOI 10.1109/JPROC.2008.2011947.
5. Sharma A.K., Suraj N., Rokade M.V., Nade D., Ghodpage R.N., Bhonsle R.V. Study of variations in the absorption of cosmic radio noise using Riometer at Casey station // Library & Information Science Research. 2012. V. 3. № 2. Р. 149–155.
6. Stober G., Jacobi C., Keuer D. Distortion of meteor count rates due to cosmic radio noise and atmospheric particularities // Advances in Radio Science. 2010. V. 8. P. 237–241. DOI 10.5194/ars-8-237-2010.
7. Пафиков Е.А., Тимошенко А.В., Тычков А.Ю., Савчук А.М., Захаров А.С. Пространственно-временные характеристики сигналов радиолокационных станций с синтезированной апертурой с учетом отражения от целей и местных предметов // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2025. № 1. С. 175–184.
8. Zolotarev I.D., Miller Ya.E. Methodology for Investigation of the Factors for Georadar Signals Influencing the Directional Pattern of Synthetic Aperture Radar // Geoscience and Remote Sensing. 2009. DOI 10.5772/8313.
9. Мацеевич С.В., Владко У.А., Зюзина А.Д., Мочалов М.Н., Захаров А.С. Применение показателя когнитивной нагрузки графического элемента для обоснования требований к системе визуализации РЛС дальнего обнаружения // Научная визуализация. 2024. Т. 16. № 3. С. 87–96. DOI 10.26583/sv.16.3.09.
10. Timoshenko A.V., Razin'kov S.N., Savchuk A.M., Perlov A.Yu., Zakharov A.S. Ensuring Flight Safety in Aviation through Damage Risk Management in the Aviation System // Russian Aeronautics. 2024. V. 67. № 4. P. 741–748. DOI 10.3103/S1068799824040019.
11. Бабкин Ю.В., Зверев Г.П., Тимошенко А.В., Перлов А.Ю., Булатов М.Ф. Применение теории нечетких множеств при решении задач управления временным ресурсом радиолокационной станции мониторинга космического пространства // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024. Т. 24. № 3. С. 513–519. DOI 10.17586/ 2226-1494-2024-24-3-513-519.
12. Разиньков С.Н., Перлов А.Ю., Захаров А.С., Темник Я.А. Оперативная калибровка активных фазированных антенных решеток наземных радиолокационных станций // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2024. № 29. С. 94–102.
13. Yang S., Cheng W., Wang L., Zhao R., Ning B., Deng Q. Thermal Design of Active Phased Array Antenna for GEO Communication Satellite Based on Structure and Thermal Control Integration Method // Proceedings of the Eighth Asia International Symposium on Mechatronics. Lecture Notes in Electrical Engineering. 2022. V. 885. DOI 10.1007/978-981-19-1309-9_145.
14. Perlov A.Yu., Timoshenko A.V., Zager I.B., Ermakov A.V. Modeling of thermal processes in multichannel radars in heat-stressed operation modes // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications. 2021. P. 9488415. DOI 10.1109/SYNCHROINFO51390.2021.9488415.
15. Захаров А.С., Мацеевич С.В., Шафир Р.С. Иерархическая тепловая модель оценки характеристик радиоэлектронных комплексов на этапах проектирования и изготовления // Научный вестник оборонно-промышленного комплекса России. 2024. № 2. С. 81–87.
16. Timoshenko A.V., Perlov A.Yu., Zaharov A.S., Sazonov V.V. Model for Calculating Changes in the Radiation Pattern and Amplitude-Phase Distribution in the Subarray of a Large-Aperture APAA Based on a Modified Thermal Conductivity Equation // Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2024. P. 1-4. DOI 10.1109/IEEECONF60226. 2024.10496770.
17. Wang Ya., Wang C., Lian P., Xue S., Liu J., Gao W., Shi Yu., Wang Zh., Yu K., Peng X., Du B., Xiao S. Effect of Temperature on Electromagnetic Performance of Active Phased Array Antenna // Electronics. 2020. V. 9. № 8. P. 1211. DOI 10.3390/electro-nics9081211.
18. Гурьева П.В., Конов К.И., Боловин А.А., Матвеева М.В. Моделирование пеленгационных характеристик с учетом ошибок амплитудно-фазового распределения // Управление инновациями: теория, методология, практика. 2016. № 16. С. 146–150.
19. Карпов О.А., Савостьянов В.Ю., Цветков О.Е. Адаптивная компенсация амплитудных и фазовых искажений, вносимых аппаратурой РСА в принимаемый сигнал // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2022. № 2(46). С. 42–48. DOI 10.24412/2221-2574-2022-2-42-49.
20. Wang J., Liu X. SAR Minimum-Entropy Autofocus Using an Adaptive-Order Polynomial Model // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2006. V. 3. № 4. P. 512–516. DOI 10.1109/LGRS.2006.878446.
21. Шишов Ю.А., Шалдаев С.Е., Сергеев Д.В., Вахлов М.Г., Подольцев В.В. Коррекция амплитудно-фазового распределения поля на раскрыве деформированной крупноапертурной стационарной фазированной антенной решетки // Радиопромышленность. 2018. № 3. С. 55–63.
22. Зюзин А.В., Гомозов А.В., Гомозов В.И., Батурин Н.Г. Динамическая теория формирования сложных СВЧ-сигналов с высокой скоростью модуляции: монография. Ярославль: Торговая фирма НОРД. 2010. 552 с.
23. Перлов А.Ю., Захаров А.С., Тимошенко А.В., Булатов М.Ф. Модель тепловых искажений амплитудно- частотной характеристики приемной системы радиолокационной станции в режиме сверхразрешения // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2024. Т. 16. № 5. С. 26–34. DOI 10.36724/2409-5419-2024-16-5-26-34.
24. Зюзин А.В., Захаров А.С., Перлов А.Ю., Тимошенко А.В. Методика выбора оптимальных параметров зондирующего сигнала при работе в режиме с повышенным разрешением // Труды МАИ. 2024. № 138. C. 25.