Е.В. Овчинникова1, С.Г. Кондратьева2, П.А. Шмачилин3, Нгуен Динь То4, Т.А. Трофимова5, Э.В. Гаджиев6

1-6 МАИ (НИУ) (Москва, Россия)

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)

2,3 Российский университет дружбы народов (РУДН) (Москва, Россия)

6 АО «Корпорация «ВНИИЭМ» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Радиолиния передачи целевой информации (РЛЦИ) является одной из бортовых систем, применяющаяся на всех типах космических аппаратов (КА). В настоящее время к ней предъявляются достаточно жесткие требования в связи с повышением скорости и информационной емкости каналов радиолинии для перспективных КА.

Цель. Определить направления развития многоэлементных антенных систем бортовой радиолинии передачи целевой информации, обеспечивающей энергетические и частотные характеристики ВРЛ, а также систематизировать технические решения, удовлетворяющие требованиям к размещению и эксплуатации антенны на борту КА.

Результаты. Рассмотрена бортовая антенная система РЛЦИ. Представлены результаты численного моделирования одиночного излучателя, для которого определены частотные и поляризационные характеристики. Приведены характеристики направленности антенной решетки. Разработаны модели волноводных излучателей с комбинированной замедляющей структурой. Проведен анализ характеристик направленности и поляризационных характеристик антенной решетки из волноводных излучателей с комбинированной замедляющей структурой.

Практическая значимость. Показано, что антенная решетка обеспечивает требуемый сектор покрытия наземных пунктов приема информации.

Овчинникова Е.В., Кондратьева С.Г., Шмачилин П.А., Нгуен Динь То, Трофимова Т.А., Гаджиев Э.В. Бортовая антенная решетка для высокоскоростной радиолинии перспективных космических аппаратов // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 1.
С. 126−143. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202301-10

1. Гуткин Л.С. Проектирование радиосистем и радиоустройств. М.: Радио и связь. 1986. 288 с.
2. Захаренко А.Б., Федотов А.Ю., Гаджиев Э.В., Телепнев П.П. Перспективы развития бортовой антенной системы космических аппаратов серии «Метеор-М» // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2021. Т. 182. №3. С. 19-23.
3. Овчинникова Е.В., Кондратьева С.Г., Шмачилин П.А. и др. Антенные системы радиолинии передачи информации космических аппаратов: состояние и перспективы развития // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 3. С. 86-95. DOI 10.18127/j00338486-202103-09.
4. Бахтин А.А., Омельянчук Е.В., Семенова А.Ю. Анализ современных возможностей организации сверхвысокоскоростных спутниковых радиолиний // Труды МАИ. 2017. № 96.
5. Бекренев О.В., Гончаров А.К., Мартынов С.И. Антенные системы приемных комплексов для оснащения приемных станций ЕТРИС // Материалы конф. «Иосифьяновские чтения – 2017». 26 октября 2017. С. 240–241.
6. Gadzhiev E., Generalov A., Zhukov A., et al. Application of spiral antennas for perspective vehicle-board systems and complexes // Proc. 5th International Conference on Engineering and Telecommunication (EnT-MIPT - 2018). Moscow. 2018. P. 91-93. DOI: 10.1109/EnT-MIPT.2018.00027.
7. Gadzhiev E., Generalov A., Salikhov M., et al. Application of dipole antennas for perspective vehicle-board systems and complexes // 2019 International Conference on Engineering and Telecommunication (EnT 2019). Dolgoprudny. 2019. P. 9030543. DOI: 10.1109/EnT47717.2019.9030543.
8. Ovchinnikova E., To N.D., Kondrat'eva S., et al. Application of horn antennas for perspective vehicle-board systems and complexes // 2020 International Conference Engineering and Telecommunication (En and T 2020). Dolgoprudny. 2020. P. 9431308. DOI: 10.1109/EnT50437.2020.9431308.
9. Овчинникова Е.В., Кондратьева С.Г., Шмачилин П.А., Нгуен Динь То, Трофимова Т.А., Гаджиев Э.В. Антенные системы радиолинии передачи информации космических аппаратов: пути построения // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 6. С. 109–128. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202206-14.
10. Davis D., Digiondomenico O.J., Kempic J.A. A new type of circularly polarized antenna element // IEEE Group on Antennas and Propagation Int. Symp. Dig. 1967. V. 5. P. 26–33.
11. Chahat N., Decrossas E., Gonzalez-Ovejero D., Yurduseven O., Radway M., Hodges R., Estabrook P., Baker J., Bell D., Cwik T., Chattopadhyay G. Advanced CubeSat Antennas for Deep Space and Earth Science Missions: Areview // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2019. V. 61, № 5. Р. 37–46.
12. Двуреченский В.Д., Телепнев П.П., Федотов А.Ю. Линейная антенна с эллиптической поляризацией для космических аппаратов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2017. Т. 161. № 6. С. 17-19.
13. Овчинникова Е.В., Кондратьева С.Г., Шмачилин П.А. и др. Малогабаритный волноводный излучатель // Сб. тезисов VIII Междунар. конф. «Инжиниринг и телекоммуникации» (En&T 2021). М.-Долгопрудный: Московский физико-технический институт (национальный исследовательский ун-т). 2021. С. 59-62.
14. Овчинникова Е.В., Кондратьева С.Г., Шмачилин П.А. и др. Моделирование антенной решетки из волноводных излучателей на основе септум-поляризаторов // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 4. С. 108-118. DOI 10.18127/j00338486-202104-12.
15. Ovchinnikova E., Gadzhiev E., To N.D., et al. Modelling of a Small-Sized Waveguide Radiator with Elliptical Polarization // 2021 International Conference Engineering and Telecommunication (En and T 2021). Dolgoprudny. 2021. DOI: 10.1109/En-T50460.2021.9681739.
16. Рудь Л.А., Шпаченко К.С. Электродинамическая модель и характеристики поляризаторов на отрезках квадратного волновода с диагонально расположенными квадратными выступами // Радиофизика и электроника. 2012. Т. 3(17). № 1. С. 3-10.
17. Двуреченский В.Д., Телепнев П.П., Федотов А.Ю. Спутниковая антенна с эллиптической поляризацией // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2013. Т. 134. № 3. С. 27-30.
18. Фам Ван Винь. Двухдиапазонная антенна системы спутникового телевидения: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. Казань. 2019. 114 c.
19. Нгуен Динь То, Овчинникова Е.В., Трофимова Т.А., Кондратьева С.Г. Моделирование линейной антенной решетки из излучателей на основе малогабаритного волноводного поляризатора с выступами и линейной перегородкой // Тезисы 20-й Междунар. конф. «Авиация и космонавтика». М.: Из-во «Перо». 2021. С. 321–322.
20. Воскресенский Д.И., Овчинникова Е.В. Моноимпульсные характеристики фазированных антенных решеток с широкоугольным сканированием // В кн.: Авионика 2002-2004. Сборник статей / Под ред. А.И. Канащенкова. М.: Радиотехника. 2005. 560 с.
21. Воскресенский Д.И., Овчинникова Е.В. Синтез кольцевых концентрических антенных решеток // В кн.: Авионика 2002-2004. Сборник статей / Под ред. А.И. Канащенкова. М.: Радиотехника. 2005. 560 с.
22. Воскресенский Д.И., Котов Ю.В., Овчинникова Е.В. Тенденции развития широкополосных фазированных антенных решеток // Антенны. 2005. № 11(102).
23. Воскресенский Д.И., Гуськов Ю.Н., Котов Ю.В., Овчинникова Е.В. Антенные решетки. Состояние. Перспективы развития // Фазотрон. 2006. №1-2(4).
24. Gadzhiev E.V., Ovchinnikova E.V., Kondratieva S.G., Smachilin P.A. On-Board X-Band Antenna Array // 2022 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications (SOSG 2022 - Conference Proceedings). Moscow. 2022. DOI: 10.1109/IEEECONF53456.2022.9744339.