Поляризационное обужение диаграммы направленности малоэлементной антенной решетки S-диапазона, возбуждаемой сверхкороткими импульсами

А. С. Антонов; Е. Л. Капылов; А. В. Кочетов; Е. А. Хвостова

doi:10.18127/j03209601-202601-02

Поляризационное обужение диаграммы направленности малоэлементной антенной решетки S-диапазона, возбуждаемой сверхкороткими импульсами

А. С. Антонов¹, Е. Л. Капылов², А. В. Кочетов³, Е. А. Хвостова⁴

научная статья УДК 621.396.677.3 Страницы: 15-24 doi.org/10.18127/j03209601-202601-02

^1,2,3,4 АО «НПП «Радар ммс» (Санкт-Петербург, Россия)

Ключевые слова: Малоэлементная антенная решетка цифровая антенная решетка S-диапазон поляризационное обнаружение диаграммы направленности сверхширокополосный сигнал

Аннотация

Постановка проблемы. Использование S-диапазона дает существенное преимущество в радиолокации, заключающееся в малом поглощении радиоволн в атмосфере. Однако для достижения высокого углового разрешения в данном диапазоне необходимо применять антенны с большой апертурой, что противоречит требованию компактности. Кроме того, задача повышения разрешающей способности по дальности с использованием сверхкоротких импульсов предъявляет жесткие требования к широкополосности антенной системы.

Цель. Исследовать возможность поляризационного обужения диаграммы направленности малоэлементной цифровой антенной решетки S-диапазона, возбуждаемой сверхкороткими импульсами.

Результаты. Разработан и исследован экспериментальный образец шестиэлементной кольцевой антенной решетки. Приведены частотные и временные характеристики одиночного излучателя, демонстрирующие возможность использования антенной решетки в полосе рабочих частот 18%, что позволяет работать с импульсами длительностью порядка 2 нс и обеспечивает разрешение по дальности около 30 см. Экспериментально продемонстрирован принцип поляризационного обужения диаграммы направленности, позволяющий сформировать разностную диаграмму с шириной главного лепестка по уровню половинной мощности 2° против 36° в режиме обзора. Эффективность метода подтверждена в ходе натурного эксперимента по пеленгации реального объекта со сложной и нерегулярной эффективной поверхностью рассеяния.

Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при создании перспективных компактных радиолокационных систем S-диапазона. Предложенный метод позволяет достичь кардинального улучшения углового разрешения без увеличения геометрических размеров антенны, сохраняя при этом широкую полосу пропускания, необходимую для работы со сверхкороткими импульсами.

Поступила: 27.11.2025
Одобрена: 10.12.2025
Принята: 15.01.2026

Для цитирования

Антонов А.С., Капылов Е.Л., Кочетов А.В., Хвостова Е.А. Поляризационное обужение диаграммы направленности малоэлементной антенной решетки S-диапазона, возбуждаемой сверхкороткими импульсами // Антенны. 2026. № 1. С. 15–24. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202601-02

Список источников

Мищенко С.Е., Шацкий В.В., Винник Л.В. Метод синтеза линейной виртуальной антенной решетки с угловым сверхразрешением // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2021. № 3. С. 106–107.
Калинин В.И., Чапурский В.В., Черепенин В.А. Сверхразрешение в системах радиолокации и радиоголографии на основе MIMO антенных решеток с рециркуляцией сигналов // Радиотехника и электроника. 2021. Т. 66. № 6. С. 614–624.
Костромицкий С.М., Давыденко И.Н., Дятко А.А. Методы сверхразрешения по угловым координатам с использованием адаптивных антенных решеток // Базис. 2021. № 1 (9). С. 39–46.
Пархоменко Н.Г. Поляризационно-независимое разделение многолучевого электромагнитного поля методом неквадратичной регуляции // Электромагнитные волны и электронные системы. 2011. Т. 16. № 7. С. 16–23.
Мищенко Е.Н., Мищенко С.Е., Шацкий Н.В. Средняя диаграмма направленности и способ снижения среднего уровня боковых лепестков цифровой антенной решетки // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 5.
Задорожный В.В. Способ построения масштабируемой системы цифрового диаграммообразования для цифровых антенных решеток // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2023. Т. 17. № 12. С. 22–28.
Доржиев Б.Ч., Самбуева С.Р., Очиров О.Н. Радиозондирование лесных сред // Сб. материалов Всеросс. (национальной) научно-практич. конф., посвященной Дню Российской науки «Актуальные вопросы развития аграрного сектора экономики Байкальского региона». Улан-Удэ: Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова. 2021. С. 86–90.
Широкова Е.А. Применение хаотических радиоимпульсов в современной радиолокации // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». 2022. Т. 2. С. 100–102.
Li W., Xue W., Li Y. et al. Wideband single-fed circularly polarized stacked patch antenna with L-shaped stub // ACES Journal. 2022. V. 37. № 12. P. 1240–1248.
Liang C.-F., Lyu Y.-P., Chen D., Cheng C.-H. Wideband circularly polarized stacked patch antenna based on TM11 and TM10 // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2022. V. 70. № 4. P. 2459–2467.
Ardekani M.H.M., Pashangeh S. A wideband high-gain millimeter-wave antenna array with inverted-feed stacked patch design and single-port compact corporate feed network // IEEE Access. 2025. V. 13. P. 171916–171925.
Васин А.А., Манаенков Е.В., Пономарев Л.И., Терехин О.В. Двухдиапазонная совмещенная фазированная антенная решетка L/S-диапазона // Антенны. 2022. № 5. С. 70–83.
Jang D., Lee J.-Y., Choo H. Design of a stacked dual-patch antenna with 3D printed thick quasi-air substrates and a cavity wall for wideband applications // Applied Science. 2024. V. 14. № 1571. P. 1–9.

[1] Мищенко С.Е., Шацкий В.В., Винник Л.В. Метод синтеза линейной виртуальной антенной решетки с угловым сверхразрешением // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2021. № 3. С. 106–107.

[2] Калинин В.И., Чапурский В.В., Черепенин В.А. Сверхразрешение в системах радиолокации и радиоголографии на основе MIMO антенных решеток с рециркуляцией сигналов // Радиотехника и электроника. 2021. Т. 66. № 6. С. 614–624.

[3] Костромицкий С.М., Давыденко И.Н., Дятко А.А. Методы сверхразрешения по угловым координатам с использованием адаптивных антенных решеток // Базис. 2021. № 1 (9). С. 39–46.

[4] Пархоменко Н.Г. Поляризационно-независимое разделение многолучевого электромагнитного поля методом неквадратичной регуляции // Электромагнитные волны и электронные системы. 2011. Т. 16. № 7. С. 16–23.

[5] Мищенко Е.Н., Мищенко С.Е., Шацкий Н.В. Средняя диаграмма направленности и способ снижения среднего уровня боковых лепестков цифровой антенной решетки // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 5.

[6] Задорожный В.В. Способ построения масштабируемой системы цифрового диаграммообразования для цифровых антенных решеток // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2023. Т. 17. № 12. С. 22–28.

[7] Доржиев Б.Ч., Самбуева С.Р., Очиров О.Н. Радиозондирование лесных сред // Сб. материалов Всеросс. (национальной) научно-практич. конф., посвященной Дню Российской науки «Актуальные вопросы развития аграрного сектора экономики Байкальского региона». Улан-Удэ: Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова. 2021. С. 86–90.

[8] Широкова Е.А. Применение хаотических радиоимпульсов в современной радиолокации // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». 2022. Т. 2. С. 100–102.

[9] Li W., Xue W., Li Y. et al. Wideband single-fed circularly polarized stacked patch antenna with L-shaped stub // ACES Journal. 2022. V. 37. № 12. P. 1240–1248.

[10] Liang C.-F., Lyu Y.-P., Chen D., Cheng C.-H. Wideband circularly polarized stacked patch antenna based on TM11 and TM10 // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2022. V. 70. № 4. P. 2459–2467.

[11] Ardekani M.H.M., Pashangeh S. A wideband high-gain millimeter-wave antenna array with inverted-feed stacked patch design and single-port compact corporate feed network // IEEE Access. 2025. V. 13. P. 171916–171925.

[12] Васин А.А., Манаенков Е.В., Пономарев Л.И., Терехин О.В. Двухдиапазонная совмещенная фазированная антенная решетка L/S-диапазона // Антенны. 2022. № 5. С. 70–83.

[13] Jang D., Lee J.-Y., Choo H. Design of a stacked dual-patch antenna with 3D printed thick quasi-air substrates and a cavity wall for wideband applications // Applied Science. 2024. V. 14. № 1571. P. 1–9.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи