К. М. Занин1
1 ФГУП «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи» ФНПЦ (г. Ростов-на-Дону, Россия)

1 konstantinzanin@rambler.ru

Постановка проблемы. Для реализации диаграммы направленности с заданными параметрами на апертуре конформной антенной решетки должно обеспечиваться соответствующее амплитудно-фазовое распределение электромагнитного поля. Распределение поля может быть искажено, в частности, из-за несоответствия геометрических параметров раскрыва заданным при проектировании значениям. Геометрические искажения раскрыва антенных решеток могут возникать из-за механических повреждений или из-за невозможности полного повторения технологического процесса изготовления антенных элементов, предназначенных для работы в СВЧ-диапазоне частот. Также геометрические искажения могут проявиться при развертывании или в процессе функционирования антенн. Данные искажения приводят к взаимному смещению и повороту антенных элементов, что вызывает изменение диаграммы направленности антенны.

Цель. Установить взаимосвязь между параметрами геометрических искажений раскрыва и изменением амплитудной и поляризационной диаграмм направленности для различных конфигураций конформных антенных решеток в более общей постановке.

Результаты. Разработана математическая модель излучающего раскрыва конформной антенной решетки, которая учитывает наличие геометрических искажений раскрыва антенны, заключающихся в смещении фазовых центров антенных элементов и их развороте относительно излучающей поверхности. Отмечено, что полученная математическая модель позволяет вычислить диаграмму направленности антенной решетки при наличии искажений раскрыва и установить взаимосвязь между параметрами геометрических искажений и изменением амплитудной и поляризационной диаграмм направленности для различных конфигураций конформных антенных решеток.

Практическая значимость. Практическая значимость выполненных исследований выражается в четырех факторах: 1) математическая модель позволяет оценить диаграмму направленности излучающего раскрыва (в том числе и поляризационную) при известных параметрах его искажений; 2) математическая модель позволяет обосновать требования к точности построения излучающего раскрыва и установки антенных элементов при заданных требованиях к диаграмме направленности, таких как огибающая уровня боковых лепестков и кроссполяризационная составляющая излучения антенны; 3) математическая модель позволяет построить объемную модель антенны, имеющей известные искажения, для выполнения электродинамических расчетов с использованием пакетов автоматизированного проектирования; 4) математическая модель может быть использована как часть алгоритма синтеза антенных решеток, у которых поверхность раскрыва является сложной и задается в параметрической форме.

Занин К.М. Математическая модель излучающего раскрыва конформной антенной решетки, имеющей геометрические искажения // Антенны. 2025. № 5. С. 36–50. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202505-04

1. Ви У.Н., Калошин В.А., Ле Д.Т. Многолучевые волноводно-щелевые антенные решетки с бифокальными диаграммо-образу­ющими системами // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 3 [Электронный журнал]. URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar20/13/text.pdf.
2. Шифрин Я.С. Вопросы статистической теории антенн. М.: Сов. радио. 1970.
3. Rocca P. Analysis of the pattern tolerances in linear arrays with arbitrary amplitude errors // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2013. V. 12. P. 639–642.
4. Маслов О.Н., Раков А.С., Силкин А.А. Статистические характеристики поля решетки апертурных случайных антенн // Радиотехника и электроника. 2013. Т. 58. № 11. С. 64–75.
5. Красильникова Е.П., Маслов О.Н., Раков А.С. Моделирование статистических характеристик электромагнитного поля апертурной случайной антенны // Инфокоммуникационные технологии. 2014. Т. 12. № 2. С. 78–86.
6. 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. С. 26–32.
7. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука. 1977.