С. В. Землянский1, С. Е. Мищенко2
1 Краснодарское высшее военное училище имени генерала армии С.М. Штеменко (г. Краснодар, Россия)
2 ФГУП «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи» (г. Ростов-на-Дону, Россия)

1 zems1980@rambler.ru

Постановка проблемы. При решении задач синтеза антенных решеток, состоящих из векторных антенн, произвольно ориентированных в пространстве, возникают две сложности. Во-первых, необходимо корректно учитывать взаимное влияние таких антенн, а во-вторых, при использовании элементов с неидентичными диаграммами направленности обычные методы синтеза неприменимы. Существующие методы определения взаимного влияния антенн, которые произвольным образом расположены в пространстве, являются достаточно сложными, что является проблемой для построения моделей многоэлементных антенных решеток. В связи с этим представляет интерес разработка новых методов синтеза антенных решеток векторных антенн по заданной амплитудной диаграмме направленности.

Цель. Сформировать требуемую диаграмму направленности антенной решетки произвольно ориентированных в пространстве векторных вибраторных антенн.

Результаты. Разработана модель антенной решетки векторных антенн, произвольно ориентированных в пространстве, учитывающая взаимное влияние вибраторов. Показано, что модель отличается от известных тем, что при расчете полей вдоль вибраторов использованы операции умножения кватернионов. Разработан метод синтеза плоской антенной решетки векторных антенн по заданной амплитудной диаграмме направленности. Отмечено, что новизна метода состоит в том, что антенные элементы имеют произвольную ориентацию в пространстве.

Практическая значимость. Предложенные соотношения значительно упрощают решение задачи определения матрицы сопротивлений произвольно ориентированных вибраторов в составе многоэлементных антенных решеток. Разработанный метод синтеза демонстрирует возможность формирования диаграммы направленности при использовании в составе антенных решеток неидентичных антенных элементов со сложными поляризационными характеристиками.

Землянский С.В., Мищенко С.Е. Метод синтеза антенной решетки векторных антенн по заданной амплитудной диаграмме направленности // Антенны. 2025. № 6. С. 15–25. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202506-02

1. Морс Ф.М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. В 2-х томах. Т. 1. М.: Издательство иностранной литературы. 1959.
2. Патент № 2098898 РФ. Антенна / Д.Д. Габриэльян, С.Е. Мищенко, В.В. Шацкий. Опубл. 20.12.1995. Бюл. № 34.
3. Патент № 2080713 РФ. Антенна / Д.Д. Габриэльян, С.Е. Мищенко, В.В. Шацкий. Опубл. 27.05.1997. Бюл. № 15.
4. Патент № 2268520 РФ. Антенна / С.В. Землянский, С.Е. Мищенко, Е.Н. Мищенко, В.В. Шацкий. Опубл. 20.01.06. Бюл. № 2.
5. Патент № 2393597 РФ. Антенна / В.Н. Колесников, С.Е. Мищенко, В.В. Шацкий, Н.В. Шацкий. Опубл. 27.06.10. Бюл. № 18.
6. Землянский С.В., Махов Д.С., Мищенко С.Е., Шацкий В.В. Модель векторной антенны для расчета поля в произвольной точке пространства // Антенны. 2018. № 4. С.10–12.
7. Колесников В.Н., Мищенко С.Е., Старченко А.В., Шацкий В.В. Алгоритм управления пространственно-поляризационными характеристиками векторной антенны // Антенны. 2009. № 8. С. 60–65.
8. Габриэльян Д.Д., Мануилов Б.Д., Мищенко С.Е., Сариев К.Э. Синтез векторных диаграмм направленности волноводной антенной решетки с многослойным диэлектрическим покрытием конечных размеров // Радиотехника и электроника. 2000. Т. 45. № 3. С. 285–289.
9. Мищенко С.Е., Тупичкин Д.В. Метод фазового синтеза линейной антенной решетки с неидентичными излучателями по заданной векторной диаграмме направленности // Журнал радиоэлектроники. 2003. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jul03/1/text.html (дата обращения: 11.04.2025).
10. Габриэльян Д.Д., Мищенко С.Е. Синтез плоской антенной решетки по заданной векторной диаграмме направленности // Радиотехника. 2003. № 5. С. 26–30.
11. Мищенко С.Е. Условия декомпозиции задачи векторного синтеза антенной решетки произвольной геометрии // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2007. № 9. С. 70–80.
12. Мищенко С.Е. Метод синтеза выпуклой антенной решетки по заданной векторной диаграмме направленности // Радиотехника. 2005. № 1. С. 28–33.
13. Патент № 2368041 РФ. Способ подавления помех при приеме электромагнитной волны круговой поляризации биортогональной антенной системой / С.В. Землянский, С.Е. Мищенко, Е.Н. Мищенко, В.В. Шацкий. Опубл. 20.09.09. Бюл. № 26.
14. Лавров Г.А. Взаимное влияние вибраторных антенн. М.: Связь. 1975.
15. Землянский С.В., Мищенко С.Е. Методика расчета характеристики направленности антенны из двух произвольно ориентированных вибраторов с использованием алгебры кватернионов // Сб. трудов XXXI Международной научно-технической конф. «Радиолокация, навигация, связь» (г. Воронеж, 15–17 апреля 2025 г.). В 6 томах. Воронеж: Издательский дом ВГУ. Т. 5. С. 158–167.
16. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука. 1973.
17. Зелкин Е.Г., Соколов В.Г. Методы синтеза антенн: Фазированные антенные решетки и антенны с непрерывным раскрывом. М.: Сов. радио. 1980.
18. Мищенко С.Е., Шелкоплясов С.А. Быстродействующий метод синтеза многоэлементных антенных решеток с упрощенной градиентной процедурой // Журнал радиоэлектроники. 2014. № 3. URL: http://jre.cplire.ru/koi/mar14/1/text.html (дата обращения: 11.04.2025).
19. Зелкин Е.Г., Кравченко В.Ф., Гусевский В.И. Конструктивные методы аппроксимации в теории антенн. М.: САЙНС-ПРЕСС. 2005.