А.М. Голик1, Ю.А. Шишов2, Ю.Е. Толстуха3

1-3 СПВИ войск национальной гвардии (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. Применение широкополосных зондирующих сигналов при одновременном увеличении линейных размеров апертуры цифровой антенной решетки (ЦАР) и расширении сектора электронного сканирования ее диаграммы направленности (ДН) наряду с повышением уровня информативности радиолокационной станции (РЛС) приводят к искажениям фазового распределения поля на апертуре антенны и фазовой структуры спектра зондирующего сигнала. Существующие на сегодняшний день подходы ориентированы на компенсацию указанных искажений только при работе РЛС в режиме приема. Однако данные искажения возникают, в первую очередь, при формировании и излучении зондирующего сигнала. Кроме того, известные технические решения относятся только к импульсным РЛС, в то время как широко применяются и РЛС с непрерывным излучением зондирующего сигнала, компенсация фазовых искажений для которых имеет свои технические особенности.

Цель. Разработать алгоритм математического обеспечения процесса неискаженного формирования и управления ДН ЦАР при широкоугольном электронном обзоре пространства и широкополосном зондировании целей в режиме приема отраженных от них сигналов и в режиме излучения зондирующих сигналов, а также предложить варианты технической реализации указанного алгоритма как для импульсной, так и для РЛС с непрерывным излучением зондирующего сигнала.

Результаты. Представлен алгоритм формирования и управления ДН ЦАР с коррекцией погрешностей фазового распределения поля на апертуре антенны, возникающих при широкоугольном электронном сканировании пространства и широкополосном зондировании целей не только в режиме приема, но и в режиме излучения. Приведены варианты структур приемно-передающих модулей (ППМ) ЦАР, обеспечивающих техническую реализацию разработанного алгоритма неискаженного формирования и управления ДН ЦАР не только в режиме приема, но и в режиме излучения как для импульсных РЛС, так и для РЛС с непрерывным излучением зондирующего сигнала.

Практическая значимость. Техническая реализация разработанного алгоритма позволит существенно повысить уровень информативности РЛС с ЦАР в условиях широкополосного зондирования целей при широкоугольном электронном обзоре пространства.

Голик А.М., Шишов Ю.А., Толстуха Ю.Е. Управление диаграммой направленности цифровой антенной решетки при широкоугольном электронном сканировании пространства и широкополосном зондировании целей // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 9. С. 71-84. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202209-09

1. Шишов Ю.А. Ворошилов В.А. Многоканальная радиолокация с временным разделением каналов. М.: Радио и связь. 1987. 144 с.
2. Самойленко В.И., Шишов Ю.А. Управление фазированными антенными решетками. М.: Радио и связь. 1983. 240 с.
3. Доматырко Д. Моделирование ЛЧМ-сигналов и их достоинства перед другими сложными сигналами // Вестник ВГТУ. 2010. Т. 6. № 4. С. 144-149.
4. Голик А.М., Шишов Ю.А., Подгорный А.В., Санталов А.А. Совместное разрешение целей по дальности и угловым координатам радиолокационной станцией с цифровой антенной решеткой // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 5(9). С. 16-27.
5. Патент № 2732803, H01Q 21/00 (РФ). Способ цифрового формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки при излучении и приеме линейно-частотно-модулированных сигналов / Шишов Ю.А, Голик А.М. Подгорный А.В., Бобов С.Ю., Трофимов Р.О., Толстуха Ю.Е. Заявлено 02.03.2020. Опубликовано 22.09.2020.
6. Кольцов Ю.В. Особенности применения различных определений широкополосных сигналов в антенной технике, связи и локации // Антенны. 2008. № 6 (133). С. 31-42.
7. Голик А.М., Шишов Ю.А. Клейменов Ю.А., Толстуха Ю.Е., Заседателев А.Н. Измерительные системы на основе частотных радиодальномеров ближнего действия // Вестник метролога. 2021. № 1. С. 11-17.
8. Патент № 2773648, H01Q 21/00 (РФ). Способ цифрового формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки при излучении и приеме линейно-частотно-модулированных сигналов / Голик А.М., Шишов Ю.А., Водопьянов А.Н., Заседателев А.Н., Толстуха Ю.Е. Заявлено 12.01.2021. Опубликовано 06.06.2022.
9. Доценко В.В., Осипов М.В., Хлусев В.А. Повышение энергетического потенциала РЛС с непрерывным ЛЧМ-сигналом // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР). 2011. № 1(23). С. 29-33.
10. Справочник по радиолокации / Под. ред. М. Сколника. Пер. с англ. (в 4-х томах). Т. 3. М.: Советское радио. 1979. 528 с.
11. Патент на полезную модель №94723. МПК G01S 13/00 (РФ). Радиолокационная обзорная станция / Бутько В.А., Гюнтер В.Я., Доценко В.В. и др. Заявлено 01.02.2010. Опубликовано 27.05.2010.
12. Патент №2460087. МПК G01S 13/00 (РФ). Радиолокационная станция с широкополосным непрерывным линейно-частотно-модулированным излучением / Гюнтер В.Я., Носов Д.М., Осипов М.В. и др. Заявлено 10.05.2012. Опубликовано 27.07.2012.
13. Добычина Е.М. Цифровые антенные решетки радиоэлектронных бортовых систем: Автореф. дисс. … докт. техн. наук. М.: МАИ. 2019. 305 с.
14. Bailey S. Rapid ASIC Design for Digital Signal Processors\ Electrical Engineering and Computer Sciences University of California at Berkeley Technical Report No. UCB/EECS-2020-32. URL: http://www2.eecs. berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2020/EECS-2020-32.html/May 1. 2020.
15. Speed per Milliwatt Rations for Fixed-Points Parcaged Processors. Berkeley Design Technolog. Inc. Nov. 2013.
16. Патент № 2774156, H01Q 21/00 (РФ). Радиолокационная станция с непрерывным излучением широкополосного линейно-частотно-модулированного сигнала при широкоугольном электронном сканировании диаграммы направленности антенны / Голик А.М., Шишов Ю.А., Толстуха Ю.Е., Таргаев О.А., Дворников С.В., Заседателев А.Н. Заявлено 27.05.2021. Опубликовано 15.06.2022.