350 руб
Журнал «Антенны» №8 за 2016 г.
Статья в номере:
Свойства контурных диаграмм направленности фазированных антенных решеток
Ключевые слова: контурная диаграмма направленности контурный луч зона обслуживания коэффициент эффективности покрытия зоны обслуживания фазированная антенная решетка фазовый синтез амплитудно-фазовый синтез сканирование луча
Авторы:
А.В. Шишлов - к.т.н., зам. зав. кафедрой радиофизики и технической кибернетики, Московский физико-технический институт (государственный университет); начальник отдела, ПАО «Радиофизика» (Москва). E-mail: jscapex@online.ru Ю.В. Кривошеев - к.т.н., преподаватель, Московский физико-технический институт (государственный университет); ст. науч. сотрудник, ПАО «Радиофизика» (Москва). E-mail: jscapex@online.ru В.И. Мельничук - науч. сотрудник, ПАО «Радиофизика» (Москва). E-mail: jscapex@online.ru
Аннотация:
Рассмотрены свойства контурных диаграмм направленности (лучей) фазированных антенных решеток. Приведены основные характеристики решеток с контурными лучами. Изложена постановка задач фазового и амплитудно-фазового синтеза контурных лучей и приведено сравнение свойств решений этих задач. Получены инженерные формулы для оценки эффективности рассматриваемых антенн. Дано описание особенностей контурных лучей фазированных решеток при сканировании.
Страницы: 44-58
Список источников

 

  1. Egorov E.N., Epshtein A.L., Guskov G.Ya., Levitan B.A., Sbitnev G.V., Shishlov A.V. New Technologies in Multibeam and Scanning Beam Antennas for Communication Systems // Proceedings of the APSCC\'94 Workshop. 1994. Seoul. Korea. P. 211−221.
  2. Егоров Е.Н., Сбитнев Г.В., Чистюхин В.В. Очерки развития техники твердотельных активных фазированных решеток в зеленоградской школе СВЧ-микроэлектроники // Радиотехника. 2010. № 4. С. 6−13.
  3. Bornemann W., Balling P., English W.J. Synthesis of Spacecraft Array Antennas for Intelsat Frequency Reuse Multiple Contoured Beams // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1985. V. AP-33. № 11. P. 1186−1193.
  4. Zaghloul A.I., Assal F.T., Sorbello R.M. Multibeam Active Phased Array System Configurations for Communications Satellites // Military Communications Conference - Crisis Communications: The Promise and Reality. MILCOM 1987. V. 1. P. 289−293.
  5. Jacomb-Hood A., Lier E. Multibeam active phased arrays for communications satellites // IEEE Microwave Magazine. 2000. V. 1. № 4. P. 40−47.
  6. Kerce J.C., Brown G.C., Mitchell M.A. Phase-only transmit beam broadening for improved radar search performance // IEEE Radar Conference. 2007. P. 451−456.
  7. Пистолькорс А.А. Построение антенн по заданной направленной характеристике // Известия электр. пром. и слабого тока. 1939. № 1. С. 9−19.
  8. Woodward P.M. A method of calculating the field over a plane aperture required to produce a given polar diagram // Journal I.E.E. London. 1947. Part IIIA. V. 93.  P. 1554−1558.
  9. Зелкин Е.Г. Построение излучающей системы по заданной диаграмме направленности. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1963. 280 с.
  10. Минкович Б.М., Яковлев В.П. Теория синтеза антенн. М.: Сов. Радио. 1969. 296 с.
  11. Бахрах Л.Д., Кременецкий С.Д. Синтез излучающих систем. М.: Сов. Радио. 1974. 232 с.
  12. Зелкин Е.Г., Кравченко В.Ф., Гусевский В.И. Конструктивные методы аппроксимации в теории антенн. М.: САЙНС-ПРЕСС. 2005.
  13. Schell A.C. and Ishimaru A. Antenna pattern synthesis. In «Antenna Theory». Part 1. / Ed. R. Collin and F. Zucker. New York: McGraw-Hill. 1969.
  14. Steyskal H. On antenna power pattern synthesis // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1970. V. AP-18. № 1. P. 123−124.
  15. Stutzman W.L. Synthesis of shaped-beam radiation patterns using the iterative sampling method // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1971. V. AP-19. P. 36−41.
  16. Galindo-Israel V., Lee S.-W., and Mittra R. Synthesis of a Laterally Displaced Cluster Feed for a Reflector Antenna with Application to Multiple Beams and Contoured Patterns // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1978. V. AP-26. № 2. P. 220−228.
  17. Jorgensen R. Coverage shaping of contoured-beam antennas by aperture field synthesis // Proceedings of IEE. 1980. V. 127. № 4. P. 201−208.
  18. Chakraborty A., Das B.N., and Sanyal G.S. Beam Shaping Using Nonlinear Phase Distribution in a Uniformly Spaced Array // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1982. V. AP-30. № 5. P. 1031−1034.
  19. Eliott R.S., Stern G.J. A New Technique for Shaped Beam Synthesis of Equispaced Arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1984. V. AP-32. № 10. P. 1129−1133.
  20. Klein C.A. Design of Shaped-Beam Antennas through Minimax Gain Optimization // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1984. V. AP-32. № 9. P. 963−968.
  21. Poulton G.T. Power Pattern Synthesis Using the Method of Successive Projections // IEEE AP-S. Dig. 1986. V. 24. P. 667−670.
  22. Bucci O.M., D-Elia G., Mazzaarella G., and Panariello G. Antenna Pattern Synthesis: A New General Approach // Proceedings IEEE. 1994. V. 82. № 3. P. 358−371.
  23. Sazonov D.M., Frolov N.Ja. Methods of Synthesis of Shaped Contour Beam Reflector Antennas with Single and Multielement Feeds // Proceedings of the 28th Moscow International Conference on Antenna Theory and Technology. Moscow. Russia. 1998. P. 399−402.
  24. Khzmalyan A. and Kondratiev A. The phase-only shaping and adaptive nulling of an amplitude pattern // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2003. V. 51. № 2. P. 264−272.
  25. Bhattacharyya A.K. Shaped-Beam Array Design: Optimization Algorithms. Chapter 11 in «Phased Array Antennas». John Wiley & Sons. 2006. P. 347−377.
  26. Scholnik D.P. A Parameterized Pattern-Error Objective for Large-Scale Phase-Only Array Pattern Design // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2016. V. 64. № 1. P. 89−98.
  27. Lier E., Melcher R. A Modular and Lightweight Multibeam Active Phased Receiving Array for Satellite Applications: Design and Ground Testing // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2009. V. 51. № 1. P. 80−90.
  28. Roederer A.G. Antennas for Space: Some Recent European Developments and Trends // 18th International Conference on Applied Electromagnetics and Communications. 2005. P. 1−8.
  29. Stirland S., Scouarnec D., Wolf H. Current Status and Future Trends in Satellite Telecommunications Antennas // Loughborough Antennas & Propagation Conference. UK. 2013. P. 14−17.
  30. Guskov G.Yu., Egorov E.N., Likhtenvald V.V., Sbitnev G.V. Airborne transponder complex with multibeam active phased antenna arrays for fixed and mobile communications satellite systems in 30/20 and 14/11 GHz range // Proceedings of the 2nd International Conference on Satellite Communications (ICSC \'96). 1996. V. 4. P. 96−97.
  31. Yegorov E.N., Likhtenvald V.V., Sbitnev G.V. The system of active phased array antennas for satellite relay «Kupon» // Proceedings of the XVIII Moscow International Conference on Antenna Theory and Technology. Moscow. 1998. P. 55−61.
  32. Анпилогов В.Р. Cовременные спутники связи и вещания. Какой спутник нужен России - // Приложение 1: Антенны с контурной диаграммой направленности. Технологии и средства связи. 2005. № 6−2. Специальный выпуск «Спутниковая связь и вещание 2006». С. 75−76.
  33. Шубов А.Г., Шишлов А.В. Эффективность антенных устройств с контурными диаграммами направленности // Электромагнитные волны и электронные системы. 1997. Т. 2. № 1. С. 54−57.
  34. Шишлов А.В. Зеркальные антенны с контурными диаграммами направленности - эффективность и предельные возможности // Радиотехника. 2006. № 2. С. 45−50.
  35. Шишлов А.В. Теория и проектирование зеркальных антенн для радиосистем с контурными зонами обслуживания // Радиотехника. 2007. № 4. С. 39−49.
  36. Shishlov A.V., Vilenko I.L., Krivosheev Yu.V. Active Array Fed Reflector Antennas. Practical Relations and Efficiency // Proceedings of the 6th European Conference on Antennas and Propagation. Prague. 2012. P. 2362−2366.
  37. Shishlov A.V., Vilenko I.L., Krivosheev Y.V. Asymptotic theory, design and efficiency of array-fed reflector antennas // Phased Array Systems and Technology. IEEE International Symposium. Boston-Waltham. 2013. P. 320−327.
  38. Виленко И.Л., Кривошеев Ю.В., Шишлов А.В., Ём И.В., Ом М.С., Юн С.Х. Двухлучевая многозеркальная бортовая антенна спутниковой связи диапазона 20/30 ГГц с перенацеливаемым лучом изменяемой формы // Радиотехника. 2016. № 4. С. 56−62.
  39. Ersoy L. Gain area product of an aperture // Antennas & Propagation Society Int. Symposium Digest. 1984. P. 185−188.
  40. Thompson J.D. Flat-topped antenna beams with maximum gain-area product // IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. 2007. P. 5773−5776.
  41. Скобелев С.П. Фазированные антенные решетки с секторными парциальными диаграммами направленности // М.: Физматлит. 2010.
  42. Shor N.Z. Minimization methods for non-differentiable functions // New York: Springer-Verlag. 1985.
  43. Ben-Tal A. and Teboulle M. A smooth technique for nondifferentiable optimization problems / Ed. Dolecki S. // Optimization, Proc. of the Fifth French-German Conference (held in Castel-Novel 1988), Lecture Notes in Mathematics. Berlin: Springer-Verlag. 1988. № 1405. P. 1−11.
  44. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. Изд. 2-е. М.: Наука. 1973.
  45. Кинбер Б.Е. Обратные задачи теории зеркальных антенн ? приближение геометрической оптики. М.: ИРЭ АН СССР. 1984. Препринт № 38(410).
  46. Кинбер Б.Е., Капцов С.Н., Шишлов А.В. Обратные задачи в оптике и теории антенн // Материалы IX Всесоюзной школы по дифракции и распространению волн. Изд. КАИ. 1988. 118 с.
  47. Боровиков В.А., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь. 1978. 248 с.
  48. Mehler M.J., Westcott B.S. Applications of generalized GO reflector synthesis to highly shaped beam antennas // IEE International Conference on Antennas and Propagation (ICAP 85). 1985. P. 266−270.
  49. Katagi T., Takeichi Y. Shaped-Beam Horn-Reflector Antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1975. V. 23. № 6. P. 757−763.
  50. Мельничук В.И., Шишлов А.В. Эффективность антенн с контурными диаграммами направленности. Двумерная задача // Радиотехника. 2014. № 1. С. 79−87.