350 руб
Журнал «Антенны» №9 за 2011 г.
Статья в номере:
Сравнительный анализ методов фазового синтеза нулей в диаграмме направленности фазированной антенной решётки
Ключевые слова: фазовый синтез нуль диаграммы направленности фазированная антенная решетка
Авторы:
А.О. Маничев - аспирант, Центр МНИИРЭ «Альтаир» ОАО «ГСКБ «Алмаз-Антей». E-mail: manichev@inbox.ru А.С. Кондратьев - к. ф.-м. н., доцент, вед. научный сотрудник ФГУП «НПП «Полет». E-mail: polyot@atnn.ru
Аннотация:
Дан сравнительный анализ наиболее популярных методов фазового синтеза нулей в диаграмме направленности (ДН) фазированной антенной решётки (ФАР) на основании моделирования их работы в одинаковых условиях. При этом некоторые методы, предложенные для частных случаев (линейная ФАР и т.п.) были распространены на решение более общей задачи формирования нулей. Разработанная математическая модель была использована для анализа возможности улучшения показателей работы методов фазового синтеза путём комбинирования различных подходов.
Страницы: 3-25
Список источников
  1. Chu L.J. Microwave Beam-Shaping Antennas // Massachusetts Institute of Technology, Research Laboratory of Electronics. June 1947. Technical report. №40. Р. 11.
  2. Минкович Б.М., ЯковлевВ.П. Теориясинтезаантенн. М.: Советскоерадио. 1969.
  3. Steyskal H. Synthesis of Antenna Patterns with Prescribed Nulls // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. March 1982. V. AP-30. №2. Р. 273-279.
  4. Baird C.A., Rassweiler G.G. Adaptive Sidelobe Nulling Using Digitally Controlled Phase-Shifters // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, September 1976. V. AP-24. № 5.
    Р. 638-649.
  5. Железняк М.М., Калачев В.Н., Кашин В.А. Фазовый синтез антенных решеток, использующий статистическое формирование парциальных диаграмм направленности дискретного раскрыва // Радиотехника и электроника. 1974. Т. 19. №4. С. 671-678.
  6. Бакут П.А., Большаков И.А., Герасимов Б.М., Курикша А.А., Репин В.Г., Тартаковский Г.П., Широков В.В. Вопросы статистической теории радиолокации / под ред. Г.П. Тар­таковского. В 2-х томах. М: Советское радио. 1964. Т. 2.
  7. Айзин Ф.Л. Фазовый синтез антенны с оптимальным разделением сигналов по направлению прихода // Радиотехника и электроника. 1971. Т. 16. №7. С. 1266-1268.
  8. Giusto R., Vincenti P. Phase-Only Optimization for the Generation of Wide Deterministic Nulls in the Radiation Pattern of Phased Arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. September 1983. V. AP-31. №5. Р. 814-817.
  9. Shore R.A. The Use of a Beam Space Representation and Nonlinear Programming in Phase-Only Nulling // Rome Air Development Center. May 1983. In-house Report RADC-TR-83-124. Р. 39.
  10. Baird C.A., Wilson S.S. Antenna Pattern Null Placement for Phased Arrays // Antennas and Propagation International Symposium. October 1976. Р. 549-552.
  11. Steyskal H. Simple Method for Pattern Nulling by Phase Only // Antennas and Propagation Society International Symposium. May 1982. Р. 707-710.
  12. Steyskal H. Simple Method for Pattern Nulling by Phase Perturbation // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. January 1983. V. AP-31. №1. Р. 163-166.
  13. Shore R.A., Steyskal H. Nulling in Linear Array Patterns with Minimization of Weight Perturbations // Rome Air Development Center. Feb. 1982. In-house Report RADC-TR-82-32. Р. 72.
  14. Shore R.A. A Unified Treatment of Nulling in Linear Array Patterns with Minimized Weight Perturbations // Antennas and Propagation Society International Symposium. May 1982. Р. 703-706.
  15. Михайленко С.Б. Метод формирования провалов в диаграмме направленности сканирующей фазированной антенной решетки // Радиотехника. 1985. №10. С. 57-59.
  16. Clutter Suppression for Thinned Array with Phase Only Nulling: US Patent 5,515,060; Filed on May 11. 1995; Date of Patent is May 7. 1996. Р. 14.
  17. Ultrasound Image Enhancement Using Beam Nulling: US Patent 5,548,561; Filed on February 27. 1995; Date of Patent is August 20. 1996. Р. 12.
  18. William H.P., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., Flannery B.P. Numerical Recipes in C: the Art of Scientific Computing // Second Edition. Cambridge University Press. 1992. Р. 994.
  19. Shore R.A. An iterative Phase-Only Nulling Method // Rome Air Development Center. February 1982. In-house Report RADC-TR-82-49. Р. 22.
  20. Null Steering Antenna: US patent 4,225,870; Filed on May 10. 1978; Date of Patent is September 30. 1980. Р. 12.
  21. Fletcher R., Reeves C.M. Function Minimization by Conjugate Gradients // The Computer Journal. 1964. V. 7. №2. Р. 149-154.
  22. Hestens M.R., Steifel E. Method of Conjugate Gradients for Solving Linear Systems // Journal of Research of the National Bureau of Standards. December 1952. V. 49. №6. Р. 409-436.
  23. Fong T.S., Birgenheier R.A. Method of Conjugate Gradients for Antenna Pattern Synthesis // Radio Science. December 1971. V. 6. №2. Р. 1123-1130.
  24. Peters T.J. Application of a Conjugate Gradient Method to the Synthesis of Planar Arrays // Antennas and Propagation Society International Symposium. San Jose, CA. 26-30 June. 1989. V. 1. Р. 304-307.
  25. Smith S.T.Optimum Phase-Only Adaptive Nulling // IEEE Transactions on Signal Processing. 1999. V. 47. № 7. Р. 1835-1843.
  26. Корси Л.В., Соколов В.Г. Решение задачи синтеза системы изотропных излучателей методом квадратического программирования // Радиотехника и электроника. 1972. Т. 17. № 3. С. 463-470.
  27. Корси Л.В., Соколов В.Г. О расширении луча фазируемой антенной решётки // Радиотехника и электроника. 1975. Т. 20. № 3. С. 501-509.
  28. Павлюк В.А., Рыбалко А.М. Об одном методе фазового синтеза антенных решёток // Радиотехника и электроника. 1983. Т. 28. №9. С. 1704-1707.
  29. Smith S.T. Performance of Phase-Only Adaptive Nulling Algorithms // IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology. Boston. 15-18 October 1996. Р. 353-358.
  30. Voges R.C., Butler J.K. Phase Optimization of Antenna Array Gain with Constrained Amplitude Excitation // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. July 1972. V. AP-20. №4. Р. 432-436.
  31. Phase Only Adaptive Nulling in a Monopulse Antenna: US Patent 4,599,622; Filed on July 11. 1984; Date of Patent is July 8. 1986. Р. 18.
  32. СамойленкоВ.И., РыжовВ.П., ЗарощинскийО.И., Коростышевский Е.Н. Фазовый синтез ДН специальной формы антенных решёток // Изв. вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1990. № 2. С. 80-81.
  33. Haupt R.L., Shore R. Experimental Partially Adaptive Nullinig in a Low Sidelobe Phased Array // Antennas and Propagation Society International Symposium. June 1984. V.22.
    Р. 823-826.
  34. Hirasawa K. Phase-Only Optimization of Phased Array Excitation by Biquadratic Programming // Phased Arrays 1985 Symposium Proceedings. Bedford, MA. October 1985. Р. 147-156.
  35. Hirasawa K. The Application of a Biquadratic Programming Method to Phase-Only Optimization of Antenna Arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. November 1988. V. 36. № 11. Р. 1545-1550.
  36. Кондратьев А.С., Хзмалян А.Д. Стабилизация максимума диаграммы направленности антенной решетки при фазовом синтезе нулей // Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42. № 7. С. 793-800.
  37. Кондратьев А.С. Итерационный метод фазового синтеза антенных решеток // рукопись депонирована в ВИНИТИ 28.09.87. № 6811-В87.
  38. Кондратьев А.С. Метод фазового синтеза антенных решеток с учетом дополнительных требований к форме ДН // Радиотехника и электроника. 1990. Т. 35. №12. С. 2530-2540.
  39. Khzmalyan A.D., Kondrat'yev A.S. Fast Iterative Methods for Phase-Only Synthesis of Antenna Array Pattern Nulls // Electronics Letters. 1995. April 13. V. 31. № 8. Р. 601-602.
  40. Хзмалян А.Д., Кондратьев А.С. Быстродействующие алгоритмы фазового синтеза нулей в диаграмме направленности антенной решетки // Радиотехника. 1996. № 2. С. 65-71.
  41. Маничев А.О., Кондратьев А.С., Балагуровский В.А. Оптимизация порядка выбора элементов в покоординатном методе фазового синтеза нулей в диаграмме направленности фазированной антенной решётки // Антенны. 2008. №12(139). С. 19-29.
  42. Bucci O.M., Franceschetti G., Mazzarella G., Panariello G. A General Projection Approach to Array Synthesis // Antennas and Propagation Society International Symposium. San Jose, CA. 26-30 June 1989. V. 1. Р. 146-149.
  43. Vescovo R. Phase-Only Null Control for Circular Arrays // Antennas and Propagation Society International Symposium. 21-26 July 1996. V. 2. Р. 818-821.
  44. Vescovo R. Null Synthesis by Phase Control for Antenna Arrays // Electronics Letters. February 2003. V. 36. №3. Р. 198-199.
  45. Vescovo R. Null Control for Linear Arrays by Phase-Only or Amplitude-Only Modification of the Excitations // Antennas and Propagation Society International Symposium. 11-16 July 1999. V. 3. Р. 2044-2047.
  46. Von Neuman J. Functional Operators: V. 2. Princeton: Princeton University Press. 1950. V. II.: The Geometry of Orthogonal Spaces.
  47. Goto N., Cheng D.K. Sidelobe-Reduction Techniques for Phased Arrays Using Digital Phase Shifters // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. November 1970. V. AP-18. № 6.
    Р. 769-773.
  48. Абрамов А.А., Черняков М.С. Оценка эффективности округления фазы в ФАР с дискретным фазированием // Электронная техника. Сер. 10. Микроэлектронныеустройства. 1991. Вып. 6(90). С. 36-37.
  49. Miller C.J.Minimizing the Effects of Phase Quantization Errors in an Electronically Scanned Array // RADC Symposium Electronically Scanned Array Techniques and Applications. April 1964. RADC-TDR-64-225. V. 1. P. 17-38.
  50. Зимин Д.Б., Лосев В.С., Седенков Е.Г., Унуков Л.В. О точностных характеристиках антенных решеток с дискретными фазовращателями // Радиотехника. 1975. Т. 30. № 6. С. 53-56.
  51. Аронов Ф.А. Новый метод фазирования для фазированных решеток, использующих цифровые фазовращатели // Радиотехника и электроника. 1966. Т. 11. №7. С. 1181-1188.
  52. Smith M.S., Guo Y.C. A Comparison of Methods for Randomizing Phase Quantization Errors in Phased Arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. November 1983. V. AP-31. № 6. P. 821-828.
  53. Айзин Ф.Л. Рандомизация фазового распределения в коммутационных антеннах // Радиотехника и электроника. 1971. Т. 16. № 9. С. 1634-1640.
  54. Самойленко В.И., Шишов Ю.А. Управление фазированными антенными решетками. М.: Радио и связь. 1983.
  55. Абрамов А.А., Черняков М.С. Эффективный алгоритм квантования фазового распределения ФАР // Электронная техника. Сер. 10. Микроэлектронные устройства. 1991. Вып. 6(90). С. 37-40.
  56. Габзалилов Г.Ф., Крупицкий Э.И. Дискретный фазовый синтез антенной решётки методом динамического программирования // Радиотехника и электроника. 1974. Т. 19. №5. С. 946-954.
  57. Абрамович Ю.И., Данилов Б.Г. Динамическое программирование в задачах синтеза антенных решеток с дискретными фазовращателями // Радиотехника и электроника. 1976. Т. 21. № 1. С. 83-89.
  58. Джиган В.И., Незлин Д.В. Градиентные алгоритмы в задачах дискретной фазовой адаптации антенных решеток // Рукопись депонирована в ВИНИТИ 23.01.89. № 531-В89.
  59. Джиган В.И., Незлин Д.В. Градиентные алгоритмы в задачах дискретной фазовой адаптации антенных решеток // Радиотехника. 1991. № 5. С. 84-86.
  60. Незлин Д.В., Джиган В.И. Достижимое подавление помех при дискретной фазовой адаптации антенной решетки с помощью покоординатного градиентного спуска // Радиотехника. 1991. №3. С. 55-57.
  61. Haupt R.L. Phase-Only Adaptive Nulling with a Genetic Algorithm // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. June 1997. V. 45. №6. P. 1009-1015.
  62. Shore R.A., Pierre D.A. Sidelobe Sector Nulling with Minimized Phase Perturbations // Antennas and Propagation Society International Symposium. June 1985. V. 23. P. 139-142.
  63. Кашин В.А. Синтез антенных решеток по методу быстроколеблющейся фазы // Радиотехника и электроника. 1970. Т. 15. № 1. С. 170-172.
  64. Железняк М.М., Кашин В.А. Использование бинарного квантования фазы для синтеза антенных решёток, расположенных перпендикулярно проводящему экрану // Радиотехника и электроника. 1971. Т. 16. №5. С. 735-742.
  65. Кашин В.А. Статистический синтез антенных решеток // Радиотехника и электроника. 1971. Т. 16. № 11. С. 2082-2090.
  66. Айзин Ф.Л. Статистический подход к фазовому синтезу антенн // Радиотехника и электроника. 1973. Т. 18. № 3. С. 538-546.
  67. Василькив Я.В., Ковальчук А.М., Савенко П.А. Синтез нулей в диаграмме направленности линейной решетки // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1984. Т. 27. № 1. С. 96-103.
  68. Гусевский В.И. Применение метода апертурных ортогональных полиномов для формирования нулей в диаграмме направленности антенной решётки // Радиоэлектроника. 1990. №5. С. 3-7.
  69. Гусевский В.И. Формирование секторного провала в диаграмме направленности ФАР при подавлении широкополосной помехи // Радиоэлектроника. 1991. № 5. С. 23-28.
  70. Mendelovicz E., Oestreich E.T. Phase-Only Adaptive Nulling with Discrete Values // 9th European Microwave Conference // Brighton, UK. October 1979. P. 164-168.
  71. Mendelovicz E., Oestreich E.T. Phase-Only Adaptive Nulling with Discrete Values // Antennas and Propagation Society International Symposium. June 1979. V. 17. P. 193-198.
  72. Shore R.A. Phase-Only Nulling as a Nonlinear Programming Problem // Rome Air Development Center. February 1983. In-house Report RADC-TR-83-37. Р. 18.
  73. Хзмалян А.Д., Кондратьев А.С. Методы Фазового Синтеза Антенных Решеток // Труды XII Всероссийской школы-конференции по дифракции и распространению волн 19-23 декабря 2001. М.: Российский новый университет. Т. I. С. 250-259.
  74. Кондратьев А.С. Фазовый синтез антенных решеток с взаимодействующими элементами // Радиотехника и электроника. 1988. Т. 33. № 1. С. 43-53.
  75. Грибанов А.Н., Титов А.Н. Фазовый метод формирования нулей в диаграмме направленности линейной ФАР // Сб. трудов 55 Научно-техн. конф. МИРЭА (15-24 мая,
    2006 г.). Ч. 4.3. Технические науки. М.: МИРЭА. 2006. С. 21-26.
  76. El-Azhary I., Afifi M.S., Excell P.S. A Simple Algorithm for Sidelobe Cancellation in a Partially Adaptive Linear Array // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. October 1988. V. AP-36. № 10. P. 1484-1486.
  77. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. М.: Энергия. 1975.
  78. Steyskal H., Shore R.A., Haupt R.L. Methods for Null Control and Their Effects on the Radiation Pattern // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. March 1986. V. AP-34. № 3. P. 404-409.
  79. Балагуровский В.А., Вавилов В.А., Кондратьев А.С., Маничев А.О., Полищук Н.П. Метод формирования глубоких нулей в диаграмме направленности фазированной антенной решётки, устойчивый к случайным искажениям амплитудно-фазового распределения // Антенны. 2008. № 6 (133). С. 23-30.
  80. Маничев А.О., Кондратьев А.С., Балагуровский В.А. Методы фазового формирования расширенных глубоких нулей в диаграмме направленности фазированной антенной решётки со случайными искажениями амплитудно-фазового распределения // Антенны. 2009. № 9(148). С. 17-28.