М.П. Беляев¹, Ю.Г. Пастернак², В.А. Пендюрин³, И.В. Попов4, Р.Е. Рогозин5

1,2 ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

2,5 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

2,3 АО НПП «Автоматизированные системы связи» (г. Воронеж, Россия)

4 АО «Концерн «Созвездие» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Системы высокоточного оружия (ВТО) позволяют поразить цель, находящуюся на большом удалении, первым выстрелом или запуском независимо от погодных условий и времени суток. Во многих странах мира активно ведется разработка различных систем ВТО. Один из типов ВТО – высокоточные боеприпасы (ВТБ) с радиоаппаратурой, размещенной на борту снаряда и предназначенной для систем наведения и сбора телеметрической информации. Антенны, размещенные на борту ВТБ, должны выдерживать большие перегрузки, высокие температуры, а ограниченный объем и масса для их размещения накладывают определенные требования к их размерам и конструкции. Кроме этого, при разработке антенн необходимо учитывать вращение снаряда вокруг своей оси и связанные с ним фазовые искажения

Цель. Разработать варианты конструкции антенн для системы сбора телеметрической информации с борта малогабаритного быстролетящего объекта или ВТБ.

Результаты. На основе результатов численного моделирования методом Вейланда представлены основные электродинамические параметры типов антенн, размещаемых на борту ВТБ (планарная F-антенна, щелевые антенны). Для минимизации влияния длинной части корпуса боеприпаса на электродинамические характеристики антенны исследована возможность использования дополнительного четвертьволнового стакана, «спрятанного» внутрь «рабочего» четвертьволнового стакана, позволяющего осуществить отсечку тока на длинной части носителя. Рассмотрены достоинства и недостатки каждого из рассматриваемых типов антенн.

Практическая значимость. Представленные научно-технические результаты будут полезны при разработке антенн, размещаемых на борту ВТБ. На основе проведенных исследований изготовлен действующий макет антенной системы.

Беляев М.П., Пастернак Ю.Г., Пендюрин В.А., Попов И.В., Рогозин Р.Е. Разработка и исследование перспективных вариантов конструкции бортовой антенны для передачи телеметрической информации // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 5. С. 132−141.  DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202105-12

1. Ковалев С.А. Тактическая подготовка. Курс «Тактика войсковой ПВО ВС РФ»: учеб. пособие для военных кафедр высших технических учебных заведений. М.: МИЭТ. 2001. 64 c.
2. Парфенов А.Е., Трофимов А.В. Новые направления научных исследований в области защиты объектов сухопутных войск от высокоточного оружия // Национальные приоритеты России. 2014. № 4(14). С. 69−71.
3. Патент № 2233421 (РФ), МПК F42B 15/00, F41G 7/28. Радиоуправляемый снаряд / Шабловский В.И., Жуков В.П., Кузнецов В.М., Жуков Д.В.; заявитель и патентообладатель ОАО «Конструкторское бюро приборостроения» № 2002126085; заявл. 20.04.2004; опубл. 27.07.2004.
4. Патент № 2634138 (РФ), МПК F42B 15/00, F41G 7/28. Радиоуправляемый снаряд / Кузнецов В.М., Карпов М.В., Жуков В.П., Покасс М.А., Еремин С.Н.; заявитель и патентообладатель АО «Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова» №2016140981; заявл. 18.10.2016; опубл. 24.10.2017. Бюл. № 30.
5. Patent 20020029716A1 (USA), Classifications: H01Q1/125, H01Q1/42, H01Q19/13, H01Q21/28, H01Q21/30, H01Q9/16. Munition article with antenna for satellite navigation / V. Koch, M. Hertel, W. Wiesbeck, E. Gschwendtner; assignee Diehl Munitionssysteme GmbH and Co KG; appl. №09/951244; filled 13.09.2001; date of patent 14.03.2002.
6. Pattnt 8077099B1 (USA), Classifications: H01Q9/42, H01Q1/28, H01Q1/281, H01Q21/28, H01Q5/321, H01Q5/35, H01Q5/40. Multi-band symmetric phase center folded monopole antenna for GPS/proximity munitions fuse applications / J.B. Wesh, L.M. Paulsen; assignee Rockwell Collins Inc; appl. № 11/827329; filled 11.07.2007; date of patent 13.12.2011.
7. Patent 7570219B1 (USA), Classifications: H01Q1/28, H01Q1/40, H01Q9/0485. Circular polarization antenna for precision guided munitions / L.M. Paulsen, B.J. Herting; assignee Rockwell Collins Inc; appl. №11/435090; filled 16.05.2006; date of patent 4.08.2009.
8. Patent 7498969B1 (USA), Classifications: F42C19/00, F41G7/346, G01S19/36, H01Q1/281, H01Q1/288, H01Q21/24, H01Q9/0492, H01Q9/30. Proximity radar antenna co-located with GPS DRA fuze / L.M. Paulsen, J.B. West; assignee Rockwell Collins Inc; appl. №11/701696; filled 2.02.2007; date of patent 3.03.2009.
9. Patent 6549168B1 (USA), Classifications: H01Q1/286, H01Q1/38, H01Q21/28, H01Q9/0407. GPS and telemetry microstrip antenna for use on projectiles / M.L. Ryken, A.F. Davis; assignee US Secretary of Navy; appl. № 10/107343; filled 28.03.2002; date of patent 15.04.2003.
10. Albi R., Grimaccia F., Mussetta M., Niccolai A., Zich R. SNO design of microstrip antennas for an experimental rocket // The 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2014). 2014.
11. Chen C., Zhen H. Design of a dual-band conformal antenna on a cone surface for missle-borne. Published in: 2017 Sixth AsiaPacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP). 2017.
12. Sun L., Jihong Z., Zhu He., Zhang X., Xuelian P. Anti-impact and Over-loading Projectile Conformal Antennas for GPS // 2007 3rd International Workshop on Signal Design and Its Applications in Communications. 2007.
13. Patch antenna catalog. Spectrum Control, Inc., Fairview, PA, 2006.
14. Патент № 115967 (РФ), МПК H01Q 13/12. Щелевая антенна для ракет и снарядов / Зиновьев А.П.; заявитель и патентообладатель ЗАО «Центр ВОСПИ» № 2011154052/07; заявл. 12.29.2011; опубл. 10.05.2012. Бюл. № 13.
15. Буров М.А. Щелевые антенны на летательных аппаратах // Труды Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления». 2015. С. 227−230.
16. Patent 8138982B1 (USA). Classifications: F42B15/01, F41G7/346, H01Q1/28, H01Q13/10. Munitions/artillery shell GPS multiedge slot anti-jamming array / J.B. West, L.M. Paulsen, D.N. Chen, K.L. Kumley; assignee Rockwell Collins Inc; appl. № 11/82182; filled 26.06.2007; date of patent 20.03.2012.
17. Patent 8125398B1 (USA). Classifications: H01Q1/281, F41G7/306, F41G7/346, F42B10/62, F42B15/01, H01Q13/16. Circularlypolarized edge slot antenna / L.M. Paulsen; assignee Rockwell Collins Inc; appl. № 12/381743; filled 16.03.2009; date of patent 28.02.2012.
18. Weiland T. A discretization method for the solution of Maxwell`s equations for six-component fields // Electronics and Communication. 1977. V. 31. P. 116−120.