Д. Д. Габриэльян1, К. М. Занин2, Д. С. Федоров3
1–3 ФГУП «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи» ФНПЦ (г. Ростов-на-Дону, Россия)

Постановка проблемы. Излучающий раскрыв фазированных антенных решеток (ФАР), размещаемых на мобильном объекте, может находиться в сложенном состоянии во время транспортировки. При последующем развертывании или в процессе функционирования таких ФАР могут возникать нарушения геометрии излучающего раскрыва, которые в большинстве практических случаев будут приводить к случайному смещению и повороту антенных элементов (АЭ), что вызовет изменение характеристик направленности антенны.

Цель. Исследовать влияние погрешностей установки АЭ, включая смещение и разворот АЭ в излучающем раскрыве, на характеристики направленности ФАР.

Результаты. Разработана математическая модель излучающего раскрыва ФАР. Проведены численные исследования характеристик направленности ФАР при наличии случайных погрешностей установки АЭ в излучающем раскрыве произвольной формы. Показано, что использование разработанной математической модели позволяет исследовать амплитудную, фазовую и поляризационную характеристики направленности ФАР при известных параметрах погрешностей установки АЭ в раскрыве.

Практическая значимость. Использование предложенной математической модели и результатов моделирования позволяет определить взаимосвязь параметров погрешности установки АЭ в излучающем раскрыве ФАР с изменением амплитудной, фазовой и поляризационной диаграмм направленности и сформулировать требования к точности реализации параметров излучающего раскрыва.

Габриэльян Д.Д., Занин К.М., Федоров Д.С. Математическая модель излучающего раскрыва фазированной антенной решетки при наличии погрешностей установки антенных элементов // Антенны. 2023. № 2. С. 52–58. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j03209601-202302-06

1. Скобелев С.П. Фазированные антенные решетки с секторными парциальными диаграммами направленности. М.: Физматлит. 2010.
2. Верба В.С., Неронский Л.Б., Осипов И.Г. и др. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / Под ред. В.С. Вербы. М.: Радиотехника. 2010.
3. Шишлов А.В., Денисенко В.В., Левитан Б.А., Топчиев С.А., Шитиков А.М. Активные фазированные антенные решетки – состояние и тенденции развития // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. № 1. DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.1.5.
4. Пономарев Л.И., Вечтомов В.А., Милосердов А.С. Бортовые цифровые многолучевые антенные решетки для систем спутниковой связи. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2016.
5. Mailloux R.J. Phased array antenna handbook. 2nd Edition. Boston–London: Artech House. 2005.
6. Rebeiz G.M. SiGe and CMOS for advanced phased array communication and radar systems // Proceedings of 2016 Phased Array Symposium. Boston. 2016. P. 1–107.
7. Obukhovets V.A. Some new trends in phased antenna array designing // Conference Proceedings «Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves». 2019.
8. Gültepe G., Kanar T., Zihir S., Rebeiz G.M. A 1024-element Ku-band SATCOM phased-array transmitter with 45-dBW single-polarization EIRP // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2021. V. 69. № 9.
9. Банков С.Е., Калошин В.А., Фролова Е.В. Синтез и анализ планарной волноводной решетки с частотным сканированием, сфокусированной в зоне Френеля // Радиотехника и электроника. 2016. Т. 61. № 6. С. 547–557. DOI: 10.7868/S0033849416060036.
10. Денисенко В.В., Козлов В.Н., Колесников Р.А., Корчемкин Ю.Б., Кривошеев Ю.В., Левитан Б.А., Шитиков А.М., Шишлов А.В., Янукьян З.А., Uhm M.S., Yun S.H. Принципы создания активной фазированной антенной решетки для терминалов спутниковой связи на основе многослойной печатной платы // Радиотехника. 2021. T. 85. № 10. С. 42–52. DOI: https://doi.org/10.18127/ j00338486-202110-05.
11. Анпилогов В., Пехтерев С., Шишлов А. Антенная решетка и абонентский терминал Starlink // Технологии и средства связи. 2020. № S1. С. 69–76.
12. Банков С.Е., Калошин В.А., Фролова Е.В. Исследование частотно-фазовых характеристик сканирования сфокусированной волноводно-щелевой решетки // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017. № 5. URL: http://jre.cplire.ru/jre/ may17/9/text.pdf.
13. Nekrasov A.V., Khachaturian A., Abramov E.S., Popov D., Markelov O., Obukhovets V.A., Veremyev V., Bogachev M. Optimization of the airborne antenna geometry for the ocean surface scatterometric measurements // Remote Sensing. 2018. V. 10. № 10.
14. Delos P. Digital beamforming accelerates the evolution to next-generation radar // Microwave Journal. 2017. V. 60. № 1.
15. Fulton C., Yeary M., Thompson D., Lake J., Mitchell A. Digital phased arrays: Challenges and opportunities // Proceedings of the IEEE. 2016. V. 104. № 3. DOI: https://doi.org/10.1109/JPROC.2015.2501804.
16. Ku B.J., Ahn D.-S., Lee S.-P., Shishlov A.V., Reutov A.S., Ganin S.A., Shubov A.G. Radiation pattern of multibeam array antenna with digital beamforming for stratospheric communication System: Statistical simulation // ETRI Journal. 2002. V. 24. № 3. DOI: https://doi.org/10.4218/etrij.02.0102.0303.
17. Шишлов А.В. Теория и техника активных фазированных антенных решеток. М.: МФТИ. 2013.
18. Борисов С.Н., Денисенко В.В., Левитан Б.А., Шишлов А.В. Антенны для широкополосной спутниковой связи на движущемся транспорте. Аналитический обзор // Радиотехника. 2015. № 10.
19. Шишлов А.В., Левитан Б.А., Топчиев С.А., Анпилогов В.Р., Денисенко В.В. Многолучевые антенны для систем радиолокации и связи // Журнал радиоэлектроники. 2018. № 7.
20. Ви У.Н., Калошин В.А., Ле Д.Т. Многолучевые волноводно-щелевые антенные решетки с бифокальными диаграммо-образу­ющими системами // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. № 3. URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar20/13/text.pdf.
21. Шифрин Я.С. Вопросы статистической теории антенн. М.: Сов. радио. 1970.
22. Rocca P. Analysis of the pattern tolerances in linear arrays with arbitrary amplitude errors // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2013. V. 12.
23. Маслов О.Н., Раков А.С., Силкин А.А. Статистические характеристики поля решетки апертурных случайных антенн // Радиотехника и электроника. 2013. Т. 58. № 11.
24. Красильникова Е.П., Маслов О.Н., Раков А.С. Моделирование статистических характеристик электромагнитного поля апертурной случайной антенны // Инфокоммуникационные технологии. 2014. Т. 12. № 2.
25. Зимина С.В. Влияние флуктуаций весового вектора на статистические характеристики адаптивной антенной решетки с нелинейной флуктуацией в цепи обратной связи, настраиваемой по алгоритму LMS с квадратичным ограничением // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2014. Т. 17. № 4.
26. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука. 1977.