Е.В. Волхонская – д.т.н., доцент

Е.В. Коротей – соискатель

А.В. Скридлевский – к.т.н.

Постановка проблемы. В настоящее время существует тенденция в освоении новых высокочастотных диапазонов применительно к спутниковым системам навигации, связи и наблюдения. В наземном сегменте таких систем находят применение двухзеркальные антенны систем Кассегрена и Грегори. Направленные свойства подобных антенн определяются их конструктивными параметрами и должны соответствовать предъявляемым к ним жестким требованиям. Анализ многочисленных конструктивных параметров и направленных свойств двухзеркальных антенн свидетельствует о необходимости оптимизации их конструктивного исполнения для получения наиболее эффективных параметров излучения. Традиционно оценка направленных свойств таких антенн проводится в рамках простого в реализации апертурного метода, который имеет наименьшую точность среди известных методов расчета поля излучения. Применение данного метода приводит к завышенным оценкам максимального уровня боковых лепестков (УБЛ), коэффициента направленного действия (КНД) и коэффициента использования поверхности (КИП), а также к заниженным оценкам ширины диаграммы направленности (ДН).

Цель. Повысить точность получаемых оценок параметров излучения, разработав модель поля излучения на основе метода поверхностных токов, а также провести оптимизационную процедуру конструктивных параметров двухзеркальной антенны Грегори Ku-диапазона.

Результаты. Разработана математическая модель, определяющая поле излучения двухзеркальной антенны Грегори. С использованием разработанной модели проведена оптимизационная процедура для антенны Ku-диапазона и получены оценки конструктивных параметров (геометрических размеров контррефлектора и его положения), позволяющие достигнуть эффективных значений параметров излучения (ширины ДН, максимального УБЛ, КНД и КИП), удовлетворяющих предъявляемым к ним требованиям.

Практическая значимость. Полученная математическая модель может быть использована на стадии проектирования двухзеркальных антенн Грегори.

1. Фролов О.П., Вальд В.П. Зеркальные антенны для земных станций спутниковой связи. М.: Горячая линия - Телеком. 2008. 496 с.
2. Бей Н.А., Вечтомов В.А., Зимин В.Н. Антенны систем спутниковой связи и навигации: Учеб. пособие / Под ред. Н.А. Бея.М.: Рудомино. 2010. 220 с.
3. Сомов А.М., Кабетов Р.В. Многолучевые зеркальные антенны: геометрия и методы анализа. М.: Горячая линия - Телеком. 2019. 256 с.
4. Волхонская Е.В., Коротей Е.В., Кужекин Д.В. Сравнительный анализ оценки поля излучения параболической зеркальной антенны апертурным методом и методом поверхностных токов // Материалы IV Междунар. Балтийского морского форума. Калининград: Изд-во БГАРФ. 2016. С. 401−407. № гос. рег. 0321603515.
5. Волхонская Е.В., Коротей Е.В. Модельная оценка поля излучения двухзеркальной антенны Кассегрена в рамках апертурного и токового методов // VI Междунар. Балтийский морской форум. Тезисы докладов VI Междунар. науч. конф. «Морская техника и технологии. Безопасность морской индустрии» (03.09.2018 − 06.09.2018). Калининград: Изд-во БГАРФ. 2018. Ч. 2. С. 423−433.
6. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Определения, теоремы, формулы. Изд. 6-е, стер. СПб.: Изд-во Лань. 2003. 832 с.
7. Пат. РФ № 2571607, МПК H01Q 11/10 (2006.01). Микрополосковая логопериодическая антенна / Волхонская Е.В., Коротей Е.В., Кужекин Д.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «КГТУ». Заявка № 2014129990/08 от 21.07.2014. Опубл. 20.12.2015. Бюл. № 35.
8. Волхонская Е.В., Коротей Е.В., Кужекин Д.В. Сравнительный анализ направленных свойств логопериодической вибраторной антенны стандарта GSM-900 по результатам модельного и натурного экспериментов // Радиотехника. 2014. № 12. С. 95−98.
9. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л. Антенно-фидерные устройства. М.: Сов. радио. 1961. 816 с.