Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности

Для обеспечения эффективного пространственного суммирования мощности и уменьшения поперечных размеров антенной системы локаторов с непрерывным излучением предлагается использовать антенны с кольцевой передающей решеткой, в которых передающая антенна выполнена в виде кольцевой системы излучателей, ра...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Радиофизика и радиоастрономия
Дата:	2013
Автори:	Сомов, А.В., Ваврив, Д.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Радіоастрономічний інститут НАН України 2013
Теми:	Антенны, волноводная и квазиоптическая техника
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100145
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности / А.В. Сомов, Д.М. Ваврив // Радиофизика и радиоастрономия. — 2013. — Т. 18, № 2. — С. 152-160. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859595606374219776
author	Сомов, А.В. Ваврив, Д.М.
author_facet	Сомов, А.В. Ваврив, Д.М.
citation_txt	Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности / А.В. Сомов, Д.М. Ваврив // Радиофизика и радиоастрономия. — 2013. — Т. 18, № 2. — С. 152-160. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Радиофизика и радиоастрономия
description	Для обеспечения эффективного пространственного суммирования мощности и уменьшения поперечных размеров антенной системы локаторов с непрерывным излучением предлагается использовать антенны с кольцевой передающей решеткой, в которых передающая антенна выполнена в виде кольцевой системы излучателей, расположенных вокруг одиночной апертуры приемной антенны. Решена задача о выборе оптимальных размеров такой антенной системы с точки зрения достижения максимального коэффициента усиления, а также минимизации ее геометрических размеров. Проанализирована диаграмма направленности антенны и проведена оценка уровня боковых лепестков. Для забезпечення ефективного просторового сумування потужності та зменшення поперечних розмірів антенної системи локаторів з безперервним випромінюванням пропонується використовувати антени з кільцевою передавальною решіткою, в яких передавальна антена виконана у вигляді кільцевої системи випромінювачів, розташованих навколо одиночної апертури приймальної антени. Розв’язано задачу про вибір оптимальних розмірів такої антенної системи з точки зору досягнення максимального коефіцієнта підсилення, а також мінімізації її геометричних розмірів. Проаналізовано діаграму спрямованості антени та оцінено рівень її бічних пелюсток. In order to provide efficient spatial summation of radiated power and reduce the transversal dimensions of continuous-wave radar antenna system a concept of transmitting antenna shaped as a circular array is proposed. It is designed as a ring of radiators placed around a single aperture of receiving antenna. The problem of optimal size selection for such an antenna system in terms of maximum gain and geometrical dimensions minimization is solved. The antenna radiation pattern is analyzed, and the side lobes level estimated.
first_indexed	2025-11-27T19:55:40Z
format	Article
fulltext	ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013152 Радиофизика и радиоастрономия. 2013, Т. 18, № 2, c. 152–160 © А. В. Сомов, Д. М. Ваврив, 2013 ÀÍÒÅÍÍÛ, ÂÎËÍÎÂÎÄÍÀß È ÊÂÀÇÈÎÏÒÈ×ÅÑÊÀß ÒÅÕÍÈÊÀ А. В. СОМОВ, Д. М. ВАВРИВ Радиоастрономический институт НАН Украины, ул. Краснознаменная, 4, г. Харьков, 61002, Украина E-mail: vavriv@rian.kharkov.ua ÀÍÒÅÍÍÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛ Ñ ÊÎËÜÖÅÂÎÉ ÏÅÐÅÄÀÞÙÅÉ ÐÅØÅÒÊÎÉ: ÏÎÒÅÍÖÈÀËÜÍÛÅ ÂÎÇÌÎÆÍÎÑÒÈ Для обеспечения эффективного пространственного суммирования мощности и уменьшения поперечных размеров ан- тенной системы локаторов с непрерывным излучением предлагается использовать антенны с кольцевой передающей решеткой, в которых передающая антенна выполнена в виде кольцевой системы излучателей, расположенных вокруг одиночной апертуры приемной антенны. Решена задача о выборе оптимальных размеров такой антенной системы с точки зрения достижения максимального коэффициента усиления, а также минимизации ее геометрических размеров. Проанализирована диаграмма направленности антенны и проведена оценка уровня боковых лепестков. Ключевые слова: кольцевая антенная решетка, пространственное суммирование мощности, компактная антенная система УДК 621.396.677.3 1. Ââåäåíèå Суммирование выходной мощности отдельных маломощных источников колебаний является одним из стандартных методов увеличения излу- чаемой мощности в радиолокаторах. Для этого часто применяются различные специальные схе- мотехнические решения, например, волноводные сумматоры, к выходу которых подключается пе- редающая антенна [1]. Другой подход к сумми- рованию мощности заключается в использовании индивидуальной антенны для каждого отдельно- го источника с последующим суммированием мощности в пространстве [2]. В настоящее вре- мя такое решение является особенно привлека- тельным для 8-миллиметрового диапазона длин волн в связи с появлением компактных полупро- водниковых усилителей мощности с выходной мощностью в несколько ватт. Путем суммиро- вания мощности таких усилителей возможно создавать мощные передатчики для локаторов миллиметрового диапазона с большим радиусом действия, например, для метеорологических ло- каторов [3]. Такой подход применяется, в част- ности, в локаторах с активными фазированными антенными решетками [4]. В настоящей статье мы рассматриваем про- блему альтернативного размещения излучающих элементов для пространственного суммирования мощности в антенной системе локаторов с непре- рывным излучением. В таких локаторах тради- ционно применяются две идентичные антенны [4], что обусловлено необходимостью обеспечить раз- вязку между приемным и передающим трактом: одна антенна – для излучения колебаний, а вто- рая – для приема, как показано на рис. 1, а. Рассмотрим случай, когда для достижения тре- буемого уровня излучаемой мощности необходи- мо производить пространственное суммирование мощности нескольких (N) источников колебаний. Тогда излучение локатора формируется набором из N передающих антенн, а в качестве приемной антенны можно использовать одиночную антен- ну, как показано на рис. 1, б. Интерес представ- ляет задача об определении оптимального располо- жения передающих антенн, а также о нахождении характеристик отдельного излучающего элемента. Один из критериев оптимальности является тре- бование минимизации габаритов всей приемо-пе- редающей антенной системы. С этой точки зре- ния кольцевое расположение передающих антенн вокруг приемной антенны, показанное на рис. 1, в, представляется наиболее целесообразным. Первая задача, которую мы рассматриваем в представ- ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013 153 Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности ленной статье, состоит в определении оптимально- го соотношения между размерами апертур прием- ной и передающих антенн, при котором достигает- ся максимальное значение произведения коэффи- циента усиления (КУ) круглой приемной апертуры и КУ передающей кольцевой антенной решетки при заданных габаритах всей антенной системы. Вторая рассматриваемая задача – это определе- ние размеров антенной системы с кольцевой пере- дающей решеткой (см. рис. 1, в), которая обес- печивает тот же КУ, что и традиционная антенная система с двумя одинаковыми круглыми аперту- рами (рис. 1, а). В статье проводится также анализ диаграммы направленности (ДН) антенной системы с кольце- вой передающей решеткой с точки зрения возмож- ностей минимизации уровня боковых лепестков. 2. Îïòèìàëüíîå ñîîòíîøåíèå ìåæäó ðàçìåðàìè àïåðòóð ïðèåìíîé è ïåðåäàþùåé àíòåíí Рассмотрим кольцевую антенную решетку, распо- ложенную непосредственно вокруг сплошной круг- лой апертуры, радиус которой R (см. рис. 1, в). Выберем в качестве элемента решетки излучатель с круглой апертурой радиуса r. Выбор этой формы излучателя обусловлен тем, что такие элементы решетки обеспечивают оптимальную плотность расположения, обладают хорошими кросс-поляри- зационными характеристиками и способны обес- печить высокую степень симметрии ДН. Располо- жим элементы кольцевой решетки равномерно по окружности радиуса .cR R r= + Тогда количество элементов решетки выберем так, чтобы на окруж- ности приемной апертуры разместилось макси- мальное число излучателей заданного диаметра. Определим оптимальное соотношение между ра- диусами приемной и передающих антенн, при кото- ром достигается максимальное значение произве- дения КУ круглой приемной апертуры и КУ пере- дающей кольцевой антенной решетки при заданном максимальном радиусе апертуры 2aR R r= + всей приемо-передающей антенной системы. Для рас- чета КУ антенной системы определим ДН кольце- вой передающей решетки ( , )txF θ ϕ и приемной круглой антенны ( , ).rxF θ ϕ Известно, что ДН системы однородных оди- наково ориентированных излучателей может быть Рис. 1. Антенна с раздельными приемной ( )xR и передающей ( )xT апертурами: а–в – варианты размещения излучателей, г – система координат кольцевой решетки 154 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013 А. В. Сомов, Д. М. Ваврив вычислена как произведение ДН одиночного из- лучателя и множителя системы ( ).AF Функция, определяющая множитель системы равномерно распределенных по кольцу элементов, записы- вается в следующем виде [5]: [ ]sin cos( ) 1 ( , ) .c n n N j kR n n AF I e θ ϕ−ϕ +α = θ ϕ = ∑ (1) Здесь nI и nα – амплитуда и фаза возбуждения n-го излучающего элемента соответственно; 2 n n N πϕ = – азимутальная координата центра n-го излучающего элемента; j – мнимая единица; 2 ;k π= λ где λ – длина волны. Значение 0θ = соответствует нормали к плоскости кольцевой ре- шетки (рис. 1, г). Максимумы множителя систе- мы достигаются при sin cos( ) 2 ,c n nkR mθ ϕ − ϕ + α = π 0, 1, 2, ...,m = ± ± для всех n. Далее ограничимся рассмотрением случая синфазной кольцевой решетки с одинаковой амп- литудой на всех элементах 0( ).nI I= Отметим, что при увеличении количества излучателей ( ),N → ∞ множитель системы передающего кольца излучателей в пределе стремится к функ- ции, описывающей ДН непрерывного излучаю- щего кольца [5]: 0( ) ( sin ),cAF J kRθ = θ (2) где 0J – функция Бесселя первого рода нулевого порядка. Известно, что КУ кольца большого ко- личества N изотропных элементов при cR > λ при- близительно равен N. Рассмотрим для определенности в качестве приемной антенны прямофокусную зеркальную антенну с зеркалом круглой формы. ДН круглой апертуры с осесимметричным квадратичным на пьедестале амплитудным распределением за- висит только от одной угловой координаты и оп- ределяется формулой [6] 1 2 2 4 ( ) ( )( ) 2(1 ) , 1 J u J uF u u u ⎛ ⎞= τ + − τ⎜ ⎟+ τ ⎝ ⎠ (3) где sin ,u D= π θ λ D – диаметр апертуры; τ – параметр спадания амплитудного распределения на краю апертуры; 1J и 2J – функции Бесселя первого рода первого и второго порядка соот- ветственно. Значению 1τ = соответствует равно- мерное амплитудное распределение, 0τ = – спа- дание амплитуды до нуля на краю раскрыва. В соответствии с выражением (3) ДН прием- ной антенны ( ) ( ),rx RF F uθ = (4) где 2 sin .Ru R= π θ λ А из соотношений (1) и (3) получаем выраже- ние для ДН передающей антенны: ( , ) ( , ) ( ),tx rF AF F uθ ϕ = θ ϕ (5) где 2 sin .ru r= π θ λ КУ антенны ( , )G θ ϕ при отсутствии потерь определяется по формуле 2 2 2 0 0 4 ( , )( , ) . ( , )sin d d FG F π π π θ ϕθ ϕ = θ ϕ θ θ ϕ∫ ∫ (6) Во всех рассматриваемых нами далее слу- чаях используется максимальное значение КУ, обозначаемое как 0txG и 0rxG для передающей и приемной антенн соответственно, которое дос- тигается при θ и ϕ равных нулю. Рассмотрим зависимость КУ кольца излуча- телей 0( )txG при фиксированном размере аперту- ры aR от радиуса r индивидуального излучателя. Параметр спадания амплитудного распределения τ на краю апертуры излучателей выберем для определенности равным нулю, что характерно для компактных излучателей с круглой апертурой, например, гофрированных рупоров. Величина 0txG находится из формул (1), (5), (6) с помощью численного интегрирования. Результаты расчетов представлены на рис. 2 для случая, когда радиус апертуры всей системы 2aR R r= + фиксирован и для примера выбран равным 35 ,λ а радиус ин- дивидуального излучателя r изменяется от 0.5λ до 15 .λ Шкала справа соответствует количест- ву излучателей данного размера, умещающихся в кольце. Скачкообразное изменение КУ обуслов- лено дискретным изменением числа индивидуаль- ных излучателей. Увеличение КУ кольцевой ре- шетки, пропорциональное росту радиуса отдель- ного излучателя, происходит только до определен- ного значения, а дальше КУ решетки выходит на насыщение. Это обусловлено тем, что с увели- ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013 155 Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности чением r уменьшается количество излучателей, умещающихся внутри кольца радиуса .aR Зависимость КУ всей приемо-передающей системы 0 0 0s rx txG G G≡ ⋅ от нормированного на длину волны радиуса приемной антенны R λ при фиксированном значении aR приведена на рис 3. Здесь построены также зависимости КУ прием- ной антенны и кольцевой антенной решетки пере- датчика (шкала справа соответствует количеству излучателей данного размера, умещающихся в кольце). Зависимость КУ системы 0sG от R λ имеет максимум. Наличие этого максимума обус- ловлено тем, что с увеличением R λ 0rxG моно- тонно возрастает, а 0txG уменьшается, что свя- зано с уменьшением радиуса апертур излучате- лей решетки, которое не компенсируется увели- чением числа излучателей. Для рассмотренного примера оптимальные значения R и r равняются соответственно 25.4λ и 4.8 ,λ а соответствую- щее этим размерам количество элементов в из- лучающей решетке равно 20. При этих парамет- рах антенной системы достигается максималь- ный КУ 0 ,sG который равен 85 дБ. Зависимость указанных оптимальных значений радиусов приемной и передающей апертур, при которых реализуется максимум КУ, 2 ( 2 )r R r+ от размеров апертуры всей системы 2aR R r= + была получена численно и представлена на рис. 4. Видно, что зависимость относительно слабая. Приведенный на рис. 4 график определяет без- размерную зависимость, которая может приме- няться для выбора оптимальных размеров эле- ментов передающей и приемной антенн при нали- чии ограничения на максимальный размер апер- туры всей приемо-передающей системы. Рис. 2. Зависимость КУ 0txG кольцевой решетки размера 35aR = λ от радиуса излучающего элемента r (кривая 1) и количество элементов n радиуса r в решетке (кривая 2) Рис. 3. Зависимости КУ 0txG (кривая 1) кольцевой решетки размера 35 ,aR = λ КУ 0rxG (кривая 2) вписанной в нее прием- ной апертуры и их произведение 0sG (кривая 3) от норми- рованного на длину волны радиуса приемной антенны R λ и количество элементов n в кольцевой решетке (кривая 4) Рис. 4. Оптимальное соотношение размеров приемной и пе- редающей апертур, при котором реализуется максимальное значение КУ антенной системы, в зависимости от нормиро- ванного на длину волны размера всей системы 156 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013 А. В. Сомов, Д. М. Ваврив 3. Ãåîìåòðèÿ àíòåíí ïðè îäèíàêîâûõ ÊÓ Рассмотрим теперь задачу определения мини- мальной апертуры aR приемо-передающей антен- ной системы с кольцевой передающей апертурой, при которой обеспечивается то же значение 0 ,sG которое достигается в традиционной антенной сис- теме локатора непрерывного излучения с двумя оди- наковыми круглыми апертурами (см. рис. 1, а). Рассмотрим частный случай и выберем радиус inR апертуры каждой из антенн равным, как и в пре- дыдущем примере, 35 ,λ что соответствует мак- симальному линейному размеру такой антенной системы 140 .λ Используя выражения (2) и (3), находим, что суммарный КУ такой приемо-пере- дающей системы примерно равен 92 дБ при 0.1τ = и 94 дБ при 1.0.τ = Найдем зависимость максимального КУ ан- тенной системы 0sG с кольцевой передающей апертурой от размера, занимаемого приемной ан- тенной, т. е. от радиуса R λ для различных зна- чений общего размера .aR На рис. 5 приведены графики таких зависимостей для значений aR от 40λ до 60λ с шагом 4λ для 0.1.τ = С рос- том aR происходит ожидаемое увеличение мак- симального значения КУ, однако из рисунка вид- но, что для каждого значения aR существует оптимальное значение R, при котором достигает- ся максимум КУ. Для некоторого значения aR КУ 0sG становится равным КУ антенной системы с двумя идентичными круглыми апертурами. Для рассматриваемого случая равенство КУ дости- гается при 54aR ≈ λ и радиусах приемной апер- туры и передающего элемента 39.8λ и 7.1λ соответственно. Таким образом, максимальный размер антенной системы уменьшается пример- но в 1.3 раза. При этом число излучающих эле- ментов в кольцевой решетке составляет 20. Описанная выше процедура была повторена для различных значений радиусов inR двухантен- ной системы, такой как приведенная на рис 1, а. В результате были найденны геометрические раз- меры антенной системы с кольцевой передаю- щей апертурой, при которых достигается ра- венство КУ этих двух типов антенн. Полученные результаты обобщены на рис. 6, где представлен Рис. 5. Суммарный коэффициент усиления антенны с кольцевой передающей апертурой при 0.1τ = для различных разме- ров апертуры антенной системы: кривая 1 – 40 ,aR = λ кривая 2 – 44 ,aR = λ кривая 3 – 48 ,aR = λ кривая 4 – 52 ,aR = λ кривая 5 – 56 ,aR = λ кривая 6 – 60aR = λ ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013 157 Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности график зависимости коэффициента уменьше- ния максимального размера антенной системы 2 in aR R от величины .inR λ Видно, что коэффи- циент уменьшения размера равен примерно 1.3 в широком диапазоне изменения радиуса inR λ исходной антенны. 4. Äèàãðàììà íàïðàâëåííîñòè Рассмотрим сначала ДН кольцевой решетки из расположенных вплотную друг к другу излучаю- щих элементов с круглой апертурой. Пример ДН такой решетки в плоскости 0ϕ = представ- лен на рис. 7. При увеличении размера отдель- ного излучателя уменьшается количество из- лучающих элементов и возрастает расстояние между их центрами. В результате, как следует из анализа соотношений (1), (4), равномерный профиль спадания боковых лепестков ДН иска- жается за счет возрастания дальних боковых ле- Рис. 6. Достижимое уменьшение линейных размеров антен- ной системы при сохранении значения КУ Рис. 7. ДН кольцевой решетки размера 35aR = λ в плоскости 0ϕ = при различных значениях размера излучающих элемен- тов: а – сплошное кольцо, б – 0.5 ,r = λ в – 3 ,r = λ г – 5r = λ 158 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013 А. В. Сомов, Д. М. Ваврив пестков множителя решетки. В то же время ши- рина ДН каждого излучающего элемента су- жается с ростом эффективной площади его апер- туры, тем самым компенсируя рост уровня даль- них боковых лепестков в множителе решет- ки в соответствии с правилом перемножения диаграмм. Вследствие этого уровень дальних бо- ковых лепестков результирующей ДН кольцевой решетки практически не превосходит исходный профиль спадания боковых лепестков ДН сплош- ного кольца и слабо зависит от выбора размера элемента решетки. Основным недостатком ДН кольцевой решет- ки является высокий уровень первых боковых лепестков. Уровень первого бокового лепест- ка составляет примерно –8 дБ и слабо зависит от размера излучающего элемента. Уменьшения уровня боковых лепестков всей приемо-передающей системы можно достичь путем совмещения максимумов ДН передаю- щего кольца с минимумами ДН приемной апер- туры. Такое совмещение непосредственно дос- тигается в случае относительно небольшого радиуса излучающих элементов передающей кольцевой решетки и при увеличении амплитуды на краю приемной апертуры вплоть до формиро- вания равномерного амплитудного распределе- ния ( 1).τ → Действительно, как следует из (3) выражение для ДН зеркальной антенны при 1τ = имеет вид: 1( , ) 2 ( sin ) ( sin ).rxF J kR kRθ ϕ = θ θ Соответствующая ДН приведена на рис. 8. Там же для сравнения построена диаграмма rxF при 0.τ = Как было отмечено выше, ДН кольцевой решетки при большом числе малых излучающих элементов хорошо аппроксимируется выражением ( )AF θ = 0 ( sin ).cJ kR θ Поскольку 0 1 d ( ) ( ), d J x J x x = − при ма- лых r, т. е. при выполнении условия ,cR R r R≡ + ≈ первому локальному максимуму (боковому ле- пестку) ДН кольцевой решетки примерно соответ- ствует ноль ДН приемной апертуры. На рис. 9 приведен график зависимости произведения ДН приемной апертуры при равномерном и спадаю- щем до нуля амплитудном распределении и ДН передающего кольца излучающих элементов. Первые боковые лепестки в случае равномерно- го распределения ( 1),τ = как и ожидалось, ока- зываются ниже, и их амплитуда достигает значе- ния примерно –23 дБ. Следует, однако, отметить, что в случае ис- пользования двух равновеликих круглых апер- Рис. 8. ДН кольцевой решетки при 3r = λ (кривая 1) и впи- санной в нее апертуры с равномерным ( 1,τ = кривая 2) и спадающим ( 0,τ = кривая 3) амплитудным распределением Рис. 9. Произведение ДН приемной круглой апертуры и ДН передающей кольцевой решетки при 1τ = (кривая 1) и 0τ = (кривая 2) ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013 159 Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности тур в антенной системе типичным является зна- чение уровня первых боковых лепестков –40 дБ и менее для произведения ДН приемной и ДН передающей антенн. При использовании пере- дающей апертуры в виде кольцевой решетки вокруг приемной апертуры уровень боковых лепестков фактически ограничен указанным значением –23 дБ. Это является следствием того, что в одиночной кольцевой решетке нет возможности формирования оптимального амп- литудного распределения в радиальном направ- лении [7–9]. Такая возможность появляется при использовании двух и более концентрических ко- лец [10–12]. Это позволяет добиться дальнейше- го снижения уровня боковых лепестков, а также дает дополнительные возможности для управ- ления излучением антенны. 5. Çàêëþ÷åíèå Предложенная антенная система с кольцевой пере- дающей апертурой может являться хорошей альтер- нативой приемо-передающим антенным системам локаторов с непрерывным излучением, в которых обычно используются две идентичные антенны. Применение предложенной антенной системы целе- сообразно в том случае, когда требуется обеспечить эффективное пространственное суммирование мощности маломощных излучателей передатчика. Другое преимущество такой системы связано с воз- можностью уменьшения максимальных геометри- ческих размеров антенной системы по сравнению с традиционной схемой с двумя идентичными ан- теннами. Нами найдены соответствующие опти- мальные размеры элементов антенной системы для случая, когда передающая кольцевая решетка и приемная антенна выполнены в виде антенн с круг- лой апертурой. Проведенный анализ показал, что уровень боковых лепестков результирующей ДН достигает –23 дБ. Этот уровень является приемле- мым для ряда практических приложений, однако он выше соответствующего уровня, реализуемого в традиционном двухантенном варианте приемо-пе- редающей системы. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 01. Dong Y., Dong S., Zhu Z., and Wang Y. 60 GHz low loss, amplitude and phase balanced radial waveguide power com- biner // Proc. of ICECC (Int. Conf. on Electronics, Com- munications, and Control). – 2011. – P. 4070–4073. 02. DeLisio M. and York R. Quasi-Optical and Spatial Power Combining // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – 2002. – Vol. 50, No. 3. – P. 929–936. 03. Lee H. and Kim Y. Weather radar network with pulse com- pression of arbitrary nonlinear waveforms: ka-band test- bed and initial observations // Prog. Electromagn. Res. B. – 2010. – Vol. 25. – P. 75–92. 04. Mailloux R. J. Phased Array Antenna Handbook, 2nd edi- tion. – Boston, MA: Artech House Inc., 2005. – 496 p. 05. Josefsson L. and Persson P. Conformal array antenna. Theory and design. – Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2006. – 512 р. 06. Baars Jacob W. M. The Paraboloidal Reflector Antenna in Radio Astronomy and Communication: Theory and Practice. – New York: Springer, 2007. – 254 p. 07. Kumar Naik K. and Raju G. S. N. Pattern of ring arrays for nonuniform excitation // Int. J. Eng. Sci. Tech. – 2011. – Vol. 3, No. 8. – P. 6278–6285. 08. Van Trees H. L. Optimum Array Processing, Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part IV. – Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2002. – 1472 p. 09. Kojima N., Hariu K., and Chiba I. Low sidelobe pattern synthesis using projection method with mutual coupling compensation // Proc. of IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology. – Boston (USA). – 2003. – P. 559–564. 10. Milligan T. A. Space-tapered circular (ring) array // IEEE Antennas Propag. Mag. – 2004. – Vol. 46, No. 3. – P. 70–73. 11. Mandal A. and Das S. Design of dual pattern concent- ric ring array antenna using differential evolution algorithm with novel evolutionary operators // Prog. Electromagn. Res. M. – 2012. – Vol. 22. – P. 163–178. 12. Pathak N., Nanda P., and Mahanti G. K. Synthesis of Thinned Multiple Concentric Circular Ring Array Anten- nas using Particle Swarm Optimization // J. Infrared Mil- lim. Terahertz W. – 2009. – Vol. 30, No. 7. – P. 709–716. А. В. Сомов, Д. М. Ваврів Радіоастрономічний інститут НАН України, вул. Червонопрапорна, 4, м. Харків, 61002, Україна АНТЕННІ СИСТЕМИ З КІЛЬЦЕВОЮ ПЕРЕДАВАЛЬНОЮ РЕШІТКОЮ: ПОТЕНЦІЙНІ МОЖЛИВОСТІ Для забезпечення ефективного просторового сумування потужності та зменшення поперечних розмірів антенної системи локаторів з безперервним випромінюванням пропонується використовувати антени з кільцевою переда- вальною решіткою, в яких передавальна антена виконана у вигляді кільцевої системи випромінювачів, розташованих навколо одиночної апертури приймальної антени. Розв’яза- но задачу про вибір оптимальних розмірів такої антенної системи з точки зору досягнення максимального коефіцієн- та підсилення, а також мінімізації її геометричних розмірів. Проаналізовано діаграму спрямованості антени та оцінено рівень її бічних пелюсток. 160 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 18, № 2, 2013 А. В. Сомов, Д. М. Ваврив A. V. Somov and D. M.Vavriv Institute of Radio Astronomy, National Academy of Sciences of Ukraine, 4, Chervonopraporna St., Kharkiv, 61002, Ukraine ANTENNA SYSTEMS WITH CIRCULAR TRANSMIT ARRAY: POTENTIALITIES In order to provide efficient spatial summation of radiated po- wer and reduce the transversal dimensions of continuous-wave radar antenna system a concept of transmitting antenna shaped as a circular array is proposed. It is designed as a ring of radiators placed around a single aperture of receiving antenna. The prob- lem of optimal size selection for such an antenna system in terms of maximum gain and geometrical dimensions minimi- zation is solved. The antenna radiation pattern is analyzed, and the side lobes level estimated. Статья поступила в редакцию 05.03.2013
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-100145
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1027-9636
language	Russian
last_indexed	2025-11-27T19:55:40Z
publishDate	2013
publisher	Радіоастрономічний інститут НАН України
record_format	dspace
spelling	Сомов, А.В. Ваврив, Д.М. 2016-05-16T17:44:20Z 2016-05-16T17:44:20Z 2013 Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности / А.В. Сомов, Д.М. Ваврив // Радиофизика и радиоастрономия. — 2013. — Т. 18, № 2. — С. 152-160. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100145 621.396.677.3 Для обеспечения эффективного пространственного суммирования мощности и уменьшения поперечных размеров антенной системы локаторов с непрерывным излучением предлагается использовать антенны с кольцевой передающей решеткой, в которых передающая антенна выполнена в виде кольцевой системы излучателей, расположенных вокруг одиночной апертуры приемной антенны. Решена задача о выборе оптимальных размеров такой антенной системы с точки зрения достижения максимального коэффициента усиления, а также минимизации ее геометрических размеров. Проанализирована диаграмма направленности антенны и проведена оценка уровня боковых лепестков. Для забезпечення ефективного просторового сумування потужності та зменшення поперечних розмірів антенної системи локаторів з безперервним випромінюванням пропонується використовувати антени з кільцевою передавальною решіткою, в яких передавальна антена виконана у вигляді кільцевої системи випромінювачів, розташованих навколо одиночної апертури приймальної антени. Розв’язано задачу про вибір оптимальних розмірів такої антенної системи з точки зору досягнення максимального коефіцієнта підсилення, а також мінімізації її геометричних розмірів. Проаналізовано діаграму спрямованості антени та оцінено рівень її бічних пелюсток. In order to provide efficient spatial summation of radiated power and reduce the transversal dimensions of continuous-wave radar antenna system a concept of transmitting antenna shaped as a circular array is proposed. It is designed as a ring of radiators placed around a single aperture of receiving antenna. The problem of optimal size selection for such an antenna system in terms of maximum gain and geometrical dimensions minimization is solved. The antenna radiation pattern is analyzed, and the side lobes level estimated. ru Радіоастрономічний інститут НАН України Радиофизика и радиоастрономия Антенны, волноводная и квазиоптическая техника Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности Антенні системи з кільцевою передавальною решіткою: потенційні можливості Antenna Systems with Circular Transmit Array: Potentialities Article published earlier
spellingShingle	Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности Сомов, А.В. Ваврив, Д.М. Антенны, волноводная и квазиоптическая техника
title	Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности
title_alt	Антенні системи з кільцевою передавальною решіткою: потенційні можливості Antenna Systems with Circular Transmit Array: Potentialities
title_full	Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности
title_fullStr	Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности
title_full_unstemmed	Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности
title_short	Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности
title_sort	антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности
topic	Антенны, волноводная и квазиоптическая техника
topic_facet	Антенны, волноводная и квазиоптическая техника
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100145
work_keys_str_mv	AT somovav antennyesistemyskolʹcevoiperedaûŝeirešetkoipotencialʹnyevozmožnosti AT vavrivdm antennyesistemyskolʹcevoiperedaûŝeirešetkoipotencialʹnyevozmožnosti AT somovav antennísistemizkílʹcevoûperedavalʹnoûrešítkoûpotencíinímožlivostí AT vavrivdm antennísistemizkílʹcevoûperedavalʹnoûrešítkoûpotencíinímožlivostí AT somovav antennasystemswithcirculartransmitarraypotentialities AT vavrivdm antennasystemswithcirculartransmitarraypotentialities

Антенные системы с кольцевой передающей решеткой: потенциальные возможности

Репозитарії

Схожі ресурси