Алексей Владимирович Литвинов¹, Сергей Евгеньевич Мищенко², Андрей Сергеевич Помысов³, Виталий Валентинович Шацкий4 

1-4 ФГУП «РНИИРС» ФНПЦ (г. Ростов-на-Дону, Россия

Постановка проблемы. Широкое использование активных фазированных антенных решеток (АФАР) в измерительных радиотехнических системах вызывает потребность в стабилизации амплитудно-частотной характеристики антенны в секторе рабочих углов и в процессе эксплуатации системы. Однако параметры радиотехнических систем подвержены амплитудным и фазовым флуктуациям, что приводит к изменению положения фазового центра АФАР. Известные методы определения фазового центра предполагают, что при построении эквифазной поверхности фазовые скачки от лепестка к лепестку диаграммы направленности (ДН) уже скомпенсированы. Для решения данной задачи применительно к АФАР необходимо с учетом активной части раскрыва и нелинейных искажений фазового распределения определять структуру лепестков ДН.

Цель. Предложить метод определения координат фазового центра АФАР, который позволит компенсировать фазовые запаздывания сигнала, обусловленные смещением координат фазового центра, в измерительных системах с АФАР.

Результаты. Определены координаты фазового центра АФАР при флуктуациях фазового распределения и отключении части элементов с помощью метода, основанного на поиске координат максимумов лепестков амплитудной ДН АФАР. Предложены вариант формирования сетки наблюдения с неравномерным угловым шагом на поверхности единичной сферы и решение задачи направленного поиска координат фазового центра по критерию минимума среднеквадратического отклонения фаз для множества точек, соответствующих каждому лепестку ДН. Для поиска фазового центра АФАР применен генетический алгоритм. Приведено описание возможности применения предложенного метода для плоской АФАР, элементы которой размещены в узлах прямоугольной сетки вдоль каждой из координат.

Практическая значимость. С помощью предложенного метода возможно быстрое и точное определение фазового центра АФАР, позволяющее сократить объем вычислений.

1. Методы измерения характеристик антенн СВЧ / Под ред. Н.М. Цейтлина. М.: Радио и связь. 1985.
2. Теоретические основы радиолокации. Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.Е. Дулевича. М.: Сов. радио. 1978.
3. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. Учебник для студентов радиотехнических специальностей вузов. Изд 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия. 1975.
4. Активные фазированные антенные решетки / Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенкова. М.: Радиотехника. 2004.
5. Безуглов А.А., Карапетян Д.Г., Колесникова А.А., Литвинов А.В., Мищенко С.Е. Алгоритм оценки интегральных параметров антенн по объемной диаграмме направленности на фрактальной сетке наблюдения // Сб. трудов междунар. науч.-техн. конф. «Радиолокация, радионавигация, связь» (RLNC*2016). 19–21 апреля 2016 г. Воронеж. Т. 2. С. 889–897.
6. Карпенко А.П. Современные алгоритмы поисковой оптимизации. Алгоритмы, вдохновленные природой. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014.
7. Мищенко С.Е.,  Шацкий В.В., Винник Л.В., Литвинов А.В., Помысов А.С. Метод детализации радиолокационного изображения на основе генетического алгоритма // Радиотехника. 2019. № 7(9). С. 49–61.