Д.А. Копылов1, М.А. Минкин2, А.М. Нещерет3

1-3 АО «Самарское инновационное предприятие радиосистем» (г. Самара, Россия)

1 kda@siprs.ru; 2 mma@siprs.ru; 3 nam@siprs.ru

Постановка проблемы. В настоящее время в системах спутниковой связи широко используются зеркальные антенны различных конструкций. К основным недостаткам зеркальных антенн относятся значительные габаритные размеры и достаточно большой уровень боковых лепестков диаграммы направленности (ДН). В связи с этим, актуальной задачей является исследование и разработка новых принципиальных решений антенн систем спутниковой связи, а именно фазированных антенных решеток (ФАР), в том числе и активных, обладающих лучшими электрическими и массогабаритными характеристиками.

Цель. Выполнить теоретическое и экспериментальное исследования характеристик многоэлементной полосковой антенной решетки для в абонентских терминалов систем спутниковой связи.

Результаты. В ходе проведенного электродинамического моделирования разработана модель многоэлементной полосковой антенной решетки, включающей в себя излучающую часть на основе двухдиапазонных антенных элементов, систему согласования-симметрирования и диэлектрический слой. Показано, что большинство боковых лепестков ДН данной многоэлементной полосковой антенной решетки расположены в двух взаимно ортогональных плоскостях в то время, как у зеркальных антенн боковые лепестки ДН расположены вокруг главного лепестка ДН, что приводит к уменьшению вероятности работы системы спутниковой связи на боковых лепестках. Установлено, что диэлектрический слой позволяет улучшить согласование антенны и расширить ее рабочий частотный диапазон (3400…3900 МГц и 5725…6225 МГц).

Практическая значимость. Представленные результаты подтверждают перспективность дальнейших исследований по созданию новых технических решений антенн для абонентских терминалов спутниковых систем связи.

Копылов Д.А., Минкин М.А., Нещерет А.М. Многоэлементная полосковая антенная решетка для абонентских терминалов систем спутниковой связи // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 6. С. 170-178. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202506-18

1. Алешин В.С., Титовец П.А., Сухорукова И.Ю., Анисимов М.А., Догаев С.Г. Исследование возможностей сетей спутниковой связи на базе высокоэллиптических околоземных орбит для решения задач народного хозяйства России // Отчет о НИР. № 2/2020-Б от 09.01.2020. М.: Изд-во МТУСИ. 2020.
2. Дементьев А.Н., Клюев Д.С., Неганов В.А., Соколова Ю.В. Сингулярные и гиперсингулярные интегральные уравнения в теории зеркальных и полосковых антенн. М: Радиотехника. 2013. 2016 с.
3. Ртищева Н.Г., Скопинцева Л.М. Развитие многолучевых антенн в российских системах спутниковой связи // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2017. Т. 1. С. 466-468.
4. Сомов А.М., Титовец П.А. Земные станции спутниковой связи с незамкнутым экраном на рефлекторе однозеркальной антенной системы // Труды Научно-исследовательского института радио. 2017. № 4. С. 23-29.
5. Летунов А.А., Белоусов О.А., Колмыков Р.Ю., Колмыкова А.С., Курносов Р.Ю. Синтез гибридной зеркальной антенны для систем наземной спутниковой связи // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2015. № 4(58). С. 107-113.
6. Безгин А.А., Савочкин А.А. Двухчастотная печатная антенна для морских терминалов связи спутниковой системы Argos-3 // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2015. Т. 1. С. 270-273.
7. Шепов В.Н., Владимиров В.М., Марков В.В. Щелевые полосковые антенны с круговой поляризацией для малоэлементной антенной решетки высокоточного приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62 № 7. С. 662-671.
8. Парнес М.Д. Всенаправленная антенна спутниковой связи системы «Гонец» // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2015. Т. 1. С. 288-291.
9. Бучельников А.В., Черненко А.В. Квадрифилярная активная антенна для приема сигналов спутниковых систем GPS/ГЛО-НАСС // Техника радиосвязи. 2022. № 3(54). С. 54-61.
10. Алешин В.С. Оценка реализуемости активной фазированной антенной решётки терминала системы спутниковой связи «ЭКСПРЕСС-РВ» // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. 15. № 8. С. 13-21.
11. Бузов А.Л., Минкин М.А., Морозов К.Ю., Нещерет А.М., Обшитиков А.И. Цифровая антенная решетка на базе программируемых логических интегральных схем для сетей подвижной радиосвязи // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 6. С. 23-30. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202406-04.
12. Waterhouse R.B. Stacked patches using high and low dielectric constant material combinations // IEEE Trans. Antennas Propagat. Dec. 1999. V. 47. № 12. Р. 1767-1771.
13. Waterhouse R.B. Design of probe-fed stacked patches // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1999. V. 47. № 12. Р. 1780-1784.
14. Аверина Л.И., Смусева К.В., Усков Г.К. Проектирование антенных решеток для систем massive MIMO СВЧ-диапазона // Инфокоммуникационные и радиоэлектронные технологии. 2024. Т. 7. № 3. С. 485-500.
15. Усков Г.К., Смусева К.В., Очилова С.А. и др. Широкополосная двухполяризационная stacke патч антенна // Сб. научн. трудов Междунар. науч.-тех. конф. «Радиолокация, навигация, связь» РЛНС’2023 (г. Воронеж, 18-20 апр. 2023 г.). 2023. Т. 4. С. 335-340.