Д. С. Федоров1
1 ФГУП «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи» ФНПЦ (г. Ростов-на-Дону, Россия)

1 dant65@yandex.ru

Постановка проблемы. В качестве бортовых антенн для радиотехнических систем широко используются фазированные антенные решетки (ФАР). Однако установка таких антенн на космические аппараты на этапе пуска и вывода на орбиту может осуществляться только в сложенном состоянии. С учетом этого излучающий раскрыв антенны выполняется в виде совокупности сегментов излучающего раскрыва. Недостатком таких антенн является возможное нарушение геометрических параметров поверхности излучающего раскрыва, в частности, взаимного положения сегментов излучающего раскрыва после развертывания антенны, что приводит к отклонению формы излучающего раскрыва от требуемой и искажению формируемой диаграммы направленности (ДН).

Цель. Предложить метод оценивания положения фазовых центров (ФЦ) антенных элементов (АЭ) в излучающем раскрыве ФАР по результатам измерения фаз принимаемых от источника в дальней зоне сигналов.

Результаты. Разработан метод, позволяющий по результатам измерений фаз сигналов, принимаемых от источника в дальней зоне, определять геометрию излучающего раскрыва ФАР. Отмечено, что полученные геометрические параметры дают возможность корректировать амплитудно-фазовое распределение (АФР) для сохранения параметров формируемой ДН. Показано, что использование разработанного метода позволяет по результатам измерения фаз принимаемых от источника в дальней зоне сигналов определять действительное положение ФЦ АЭ в излучающем раскрыве ФАР после развертывания.

Практическая значимость. Найденное на основе предложенного метода действительное положение ФЦ АЭ в излучающем раскрыве ФАР после развертывания может быть использовано для коррекции АФР, позволяющей уменьшить возникающее из-за погрешностей развертывания антенны отклонение формируемой ДН от заданной.

Федоров Д.С. Метод оценивания геометрических параметров излучающего раскрыва развертываемой фазированной антенной решетки // Антенны. 2024. № 2. С. 51–60. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202402-06

1. Верба В.С., Неронский Л.Б., Осипов И.Г., Турук В.Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / Под ред. В.С. Вербы. М.: Радиотехника. 2010.
2. Пономарев Л.И., Вечтомов В.А., Милосердов А.С. Бортовые цифровые многолучевые антенные решетки для систем спутниковой связи. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2016.
3. Шишлов А.В., Денисенко В.В., Левитан Б.А. и др. 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. Шовенгердт Р.А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений. М.: Техносфера. 2013.
5. Шифрин Я.С. Вопросы статистической теории антенн. М.: Сов. радио. 1970.
6. Маслов О.Н., Раков А.С., Силкин А.А. Статистические характеристики поля решетки апертурных случайных антенн // Радиотехника и электроника. 2013. Т. 58. № 11. С. 1093–1101.
7. 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.
8. Бибарсов М.Р., Бибарсова Г.Ш., Габриэльян Д.Д. и др. Влияние локально-плоских искажений излучающего раскрыва на диаграмму направленности фазированной антенной решетки // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2023. Т. 26. № 1. С. 17–25. DOI: https://doi.org/10.32603/1993-8985-2023-26-1-17-25.
9. Бахрах Л.Д., Кременецкий С.Д. Синтез излучающих систем. М.: Сов. радио. 1974.
10. Зелкин Е.Г., Соколов В.Г. Методы синтеза антенн. М.: Сов. радио. 1980.
11. Чаплин А.Ф. Анализ и синтез антенных решеток. Львов: Вища школа. 1987.
12. Obukhovets V.A. Antenna array iterative synthesis algorithm // Conference Proceedings. 2017 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves. 2017. P. 58–60.
13. Волошин В.А., Габриэльян Д.Д., Ларин А.Ю., Оводов О.В. Сравнение методов синтеза диаграмм направленности плоской фазированной антенной решетки с эллиптической формой границы раскрыва // Антенны. 2012. № 9. С. 62–65.
14. Габриэльян Д.Д., Касьянов А.О., Федоров Д.С. Алгоритм синтеза амплитудно-фазового распределения в кольцевой антенной решетке // Антенны. 2018. № 4. С. 18–24.
15. Gabrial’ayn D.D., Demchenko V.I., Fedorov Dan.S., et al. Synthesis of amplitude-phase distribution on non-planar surface on given vector pattern // IEEE Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves. 2017. Р. 287–290.
16. Габриэльян Д.Д., Федоров Дан.С., Федоров Ден.С. Повышение точности синтеза амплитудно-фазового распределения в антенной решетке с произвольной геометрией излучающего раскрыва // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 7. С. 62–68.
17. Gabrial’ayn D.D., Demchenko V.I., Fedorov Dan.S., et al. Synthesis of amplitude-phase distribution on non-planar surface on given vector pattern // IEEE Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves. 2017. P. 287–290. (in Russian)
18. Gabrial’ayn D.D., Fedorov D.S. Method of correction of the amplitude-phase distribution in a phased antenna array with locally flat disturbances of the radiating opening // IEEE 8th All-Russian Microwave Conference. 2022. P. 174–177.
19. Патент № 2655655 РФ. Способ коррекции амплитудно-фазового распределения раскрываемой антенной решетки космического аппарата на орбите / Д.Д. Габриэльян, В.И. Демченко, Ю.В. Кузнецов и др. Опубл. 30.05.2018. Бюл. № 16.
20. Методы измерения характеристик антенн СВЧ / Под ред. Н.М. Цейтлина. М.: Радио и связь. 1985.
21. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит. 1977.
22. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит. 1973.
23. Мазмишвили А.И. Теория ошибок и метод наименьших квадратов. М.: Недра. 1978.