А.Н. Якимов1, А.Р. Бестугин2, И.А. Киршина3

1-3 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. Решение задач управления воздушным движением летательных аппаратов на максимальных дальностях в широком секторе углов осуществляется радиотехническими системами с применением антенн с квазисекторной диаграммой направленности (ДН), формирование которой обеспечивается переменно-фазным распределением источников возбуждения (токов или полей). В связи с неоднозначностью влияния множества параметров такого распределения на форму реализуемой ДН традиционные критерии оптимизации антенны оказываются неприемлемыми. Таким образом, актуальным является определение возможностей и критериев параметрической оптимизации с применением численных методов математического моделирования.

Цель. Предложить математическую модель для решения задачи параметрической оптимизация апертурной микроволновой антенны с квазисекторной ДН и выбрать критерий наилучшего конструкторского решения проектируемой антенны.

Результаты. Представлена математическая модель, описывающая квазисекторную ДН микроволновой антенны и соответствующее распределение поля в ее апертуре. Предложено использовать комплексный критерий качества для оптимизации в равномерном приближении антенн с переменно-фазным распределением поля в апертуре. Определены управляемые параметры, обеспечивающие достижение заданного критерия оптимизации. Показано определяющее влияние доли и амплитуды противофазного участка в распределении поля на основные параметры ДН апертурной микроволновой антенны.

Практическая значимость. Полученные результаты, подтверждающие возможность управления параметрами квазисекторной ДН апертурной микроволновой антенны и достижения заданного критерия ее оптимизации, могут быть использованы на практике при проектировании апертурных антенн с переменно-фазным распределением поля.

Якимов А.Н., Бестугин А.Р., Киршина И.А. Особенности оптимизации апертурной антенны с переменно-фазным распределением поля // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 6. С. 70-75. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202306-08

1. Воскресенский Д.И., Гостюхин В.Л., Максимов В.М., Пономарев Л.И. Устройства СВЧ и антенны / Под ред. Д.И. Воскресенского. М.: Радиотехника. 2006. 376 с.
2. Кюн Р. Микроволновые антенны. Л.: Судостроение. 1967. 518 с.
3. Минкович. Б.М., Яковлев В.П. Теория синтеза антенн. М.: Советское радио. 1969. 296 с.
4. Якимов А.Н. Условия формирования секторной диаграммы направленности с минимальным уровнем боковых лепестков // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОT. 1980. Вып. 4. С. 79-80.
5. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. М.: Советское радио. 1974. 536 с.
6. Бестугин А.Р., Якимов А.Н., Киршина И.А., Неробеев А.В. Математический синтез в проектировании микроволновых антенн с заданными характеристиками // Сб. статей XXI Междунар. молодежная конф. ГУАП «Волновая электроника и ее применения в информационных и телекоммуникационных системах». СПб: ГУАП. 2018. С. 120-126.
7. Якимов А.Н. Оптимизация радиолокационных антенн при проектировании в равномерном приближении // Измерительная техника. 2000. № 6. С. 20-23.
8. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования. М.: Радио и связь. 1984. 248 c.
9. Абомелик Т. П. Управление качеством электронных средств: Учеб. пособие. Ульяновск: УлГТУ. 2007. 127 с.
10. Гладушко Л.В. Показатели качества продукции // Научно-производственный журнал. 1984. № 1. С. 16-18.
11. Якимов А.Н., Бестугин А.Р., Киршина И.А. Оптимизация микроволновой антенны наземной радиолинии связи // Электромагнитные волны и электронные системы. 2019. Т. 24. № 2. С. 13−19. DOI: 10.18127/j15604128-201902-02.
12. Yakimov A.N., Bestugin A.R., Kirshina I.A. Model study of design possibilities for optimizing the microwave antenna // 2020 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems. WECONF 2020. IEEE Conference Proceedings. 9131478. P. 1-4.