C. Н. Разиньков1, О. Э. Разинькова2, А. В. Савченко3
1–3 ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

1 razinkovsergey@rambler.ru, 2 olgarazinkovaic@icloud.com, 3 nomenate1@gmail.com

Постановка проблемы. Построение систем сверхширокополосной (СШП) радиосвязи включает в себя поиск эффективных способов формирования сигналов для передачи по радиоканалам при малых искажениях форм в антенно-фидерных трактах. Для достижения высоких показателей усиления мощности волновых процессов в радиопередающих устройствах применяются антенные решетки, позволяющие выполнять синхронное сложение сигналов, излучаемых различными элементами, в пространстве. При этом нестационарное финитное возбуждение антенно-фидерных трактов и отклонения передаточных функций усилительных каскадов радиопередающих устройств, согласующих и распределительных линий в диапазоне рабочих частот от прямоугольной формы, характерной для идеального пространственно-временного преобразователя, обусловливают существенные отличия структуры и параметров излучаемого сигнала от его характеристик, задаваемых передатчиком. Для исследования закономерностей трансформации СШП-сигналов с регулярными и разрывными огибающими при излучении требуется построить модель и с использованием аналитического представления передаточных функций и переходных комплексных коэффициентов передачи антенно-фидерных трактов найти угло-временные диаграммы волновых процессов, формируемых антенными решетками.

Цель. Провести анализ закономерностей трансформации СШП-радиоимпульсов с гауссовскими и прямоугольными огибающими при излучении линейными антенными решетками.

Результаты. Для анализа закономерностей излучения СШП-сигналов получено аналитическое представление их пространственно-временного распределения на основе свертки импульсной переходной характеристики антенно-фидерного тракта передающего устройства и мгновенных амплитуд электродвижущих сил, развиваемых на входах линейной антенной решетки. В интересах формализованного описания и расчета характеристик переходных процессов возбуждения антенной системы получены выражения для передаточной функции и переходного комплексного коэффициента передачи антенно-фидерного тракта. Найдены эквивалентные частотные и временные размеры сигналов, излучаемых антенными решетками, а также угловые распределения их амплитуд при возбуждении диапазонных и резонансных антенных элементов импульсами с регулярной и разрывной огибающими. С использованием разработанной модели выявлены закономерности трансформации и определены пределы изменения частотно-временных параметров СШП-сигналов за счет преобразований в антенно-фидерных трактах линейных антенных решеток.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют обосновывать конструкции антенно-фидерных трактов и диаграммообразующих схем по распределению спектральных плотностей комплексных амплитуд электродвижущих сил, развиваемых на входах антенных решеток, для достижения высоких уровней излучаемой мощности и сканирования пространства с усилением СШП-сигналов.

Разиньков C.Н., Разинькова О.Э., Савченко А.В. Модель сверхширокополосных сигналов в радиопередающих устройствах с линейными антенными решетками // Антенны. 2025. № 2. С. 41–48. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202502-05

1. Разиньков С.Н., Никитин Р.О., Любавский А.П. Области применения и пути совершенствования систем радиосвязи со сверхширокополосными сигналами // Электросвязь. 2018. № 7. С. 53–57.
2. Беличенко В.П., Буянов Ю.И., Кошелев В.И. Сверхширокополосные импульсные радиосистемы. Новосибирск: Наука. 2015.
3. Урядников Ю.Ф., Аджемов С.С. Сверхширокополосная связь. Теория и применение. М.: СОЛОН-Пресс. 2005.
4. Федотов Д.В., Судаков А.А. Сигналы, используемые в СШП радиосистемах // Наукоемкие технологии. 2005. № 7. С. 15–18.
5. Кольцов Ю.В. Методы и средства анализа и формирования сверхширокополосных сигналов. М.: Радиотехника. 2004.
6. Клюев В.И. Частотно-временные преобразования и прием дискретных сигналов в системах связи. М.: Радио и связь. 1990.
7. Попова О.Э., Разиньков С.Н. Частотно-временные преобразования сверхширокополосных сигналов в радиосистемах с линейными антенными решетками // Антенны. 2010. № 8 (159). С. 55–60.
8. Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Кн. 1: Поляризационная структура радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника. 2005.
9. Неганов В.А., Табаков Д.П., Яровой Г.П. Современная теория и практические применения антенн. М.: Радиотехника. 2009.
10. Авдеев В.Б. Энергетические характеристики направленности антенн и антенных систем при излучении и приеме сверхширокополосных сигналов и сверхкоротких импульсов // Антенны. 2002. № 7 (62). С. 5–27.
11. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров: Пер. с франц. под общ. ред. К.С. Шифрина. М.: Наука. 1965.