Диагностирование измерительной системы с применением комплекса полунатурного моделирования

Авторы

Дмитриевцев А. Ю.^*, Зырянов Ю. Т.^**, Нури А. Н.^***

Тамбовский государственный технический университет, ул. Советская, 106, Тамбов, 392000, Россия

*e-mail: Dmitrievcev978@gmail.com
**e-mail: zut-tmb@mail.ru
***e-mail: ayat_nzar@yahoo.com

Аннотация

В представленной работе авторы разработали алгоритм, который предназначен для диагностирования измерительной системы построенной на кольцевой фазированной антенной решетки (КФАР), в которой в качестве излучателей используются микрополосковые излучатели с экспоненциальным раскрывом щели (излучатель Вивальди), широко используемой в радиотехнических системах, авиационной и ракетной технике. Главным достоинством излучателей, используемых в КФАР является широкий диапазон частот, в которых может работать данный излучатель, без изменения его геометрических размеров. Рассмотрен упрощенный метод математического расчета диаграммы направленности КФАР. Данный подход позволяет осуществлять расчеты без уменьшения достоверности искомых характеристик объекта исследования, но при этом используемый метод позволяет не затрачивать большого количества вычислительных ресурсов оборудования, на котором производится расчет, в связи со снижением количества действий, необходимых для вычислений. Диагностирование основных параметров проводилось с помощью высокочастотного измерительного оборудования, которое позволяет провести все необходимые измерения, на основании которых можно сделать последующие выводы. В результате анализа измеренных параметров КФАР было произведено сравнение полученных данных, с результатами полунатурного моделирования, что подтвердило работоспособность разработанного подхода. Полученные результаты измерения отличаются в малой степени от результатов моделирования в специальном программном комплексе. Основным преимуществом является возможность анализа основных параметров диагностируемой КФАР в реальном времени, а также возможность сравнивать их с результатами моделирования в программном комплексе. Благодаря перспективности данного способа контроля, в дальнейшем планируется усовершенствование метода, путем автоматизации снятия характеристик с объекта диагностирования.

Ключевые слова:

диагностирование измерительной системы, кольцевая фазированная антенная решетка, комплекс высокочастотного оборудования, микрополосковые излучатели

Библиографический список

1. Воскресенский Д.И. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток. - М.: Радиотехника, 2012. - 744 с.

2. Naumova A., Dmitrievtsev A., Zyryanov Y. Technical Diagnostics of Information and Measurement System Parameters Using a Set of High-frequency Equipment // 2021 3rd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), 2021, pp. 703-707. DOI: 10.1109/SUMMA53307.2021.9632019

3. Зырянов Ю.Т., Лебедев В.В., Ледовских Д.Н., Рязанов И.Г. Об одном подходе к формированию смешанной системы управления техническим состоянием радиотехнических средств // Надежность и качество сложных систем. 2017. № 3 (19). С. 49-59.

4. Зырянов Ю.Т., Муромцев Д.Ю., Грибков А.Н. Вероятностное описание потоков однородных событий для оценки надежности систем энергосберегающего управления // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». - Пенза: 2018. Т. 2. С. 339-342.

5. Ратушняк В.Н., Ищук И.Н., Малыков К.А., Зырянов Ю.Т. и др. Основы технической эксплуатации радиотехнических систем специального назначения. – Красноярск: 2015, Сибирский федеральный университет. – 303 с.

6. Воскресенский Д.И., Канащенкова A.И. Активные фазированные антенные решетки. - М.: Радиотехника, 2004. - 488 с.

7. Ерёменко В.Т., Рабочий А.А., Невров И.И. Техническая диагностика электронных средств. - Орел: Госуниверситет - УНПК, 2012. С. 44-46.

8. Жексенов М.А., Печурин В.А., Волченков А.С. Антенная решетка с печатными излучателями для БПЛА // Труды МАИ. 2011. № 45. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=25385&PAGEN_2=2

9. Пономарев Л.И., Вечтомов В.А., Милосердов А.С. Крупноапертурный излучатель для многолучевой антенны спутниковой связи // Труды МАИ. 2012. № 52. URL: https://www.trumymai.ru/published.php?ID=29552

10. Овчинникова Е.В., Рыбаков А.М. Печатная антенная решетка для бортовой радиолокационной станции сантиметрового диапазона // Труды МАИ. 2012. № 52. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29558

11. Лиепинь У.Р., Свитенко Н.И. Метод измерения диаграмм направленности излучателей в составе ФАР // Успехи современной радиоэлектроники. 2005. № 7. С. 10-13.

12. Балагуровский В.А., Кондратьев А.С., Сергеев Е.А., Маничев А.О. Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решётки // Патент № 2343495 Российская Федерация, 10.01.09.

13. Scharfman W.E., August G. Pattern Measurements of Phased Arrayed Antennas by Focussing into the Near Zone. Phased Array Antennas, Artech House, Norwood, Mass., 1972, pp. 344-349.

14. Зырянов Ю.Т., Зебрева М.М., Наумова А.Ю., Муромцев Д.Ю., Чернышов Н.Г., Трапезников Е.В. Особенности аппроксимации законов распределения экспериментальных данных испытаний ИИУС // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 4. С. 205-215.

15. Братчиков А.Н., Васин В.И., Василенко О.О. и др. Активные фазированные антенные решетки / Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенкова. - М.: Радиотехника, 2004. - 488 с.

16. Бененсон Л.С., Журавлев В.А., Попов С.В., Постнов Г.А. Антенные решетки: методы расчета и проектирования / Обзор зарубежных работ под. ред. Л.С. Бененсона. - М.: Советское радио, 1966. - 367 с.

17. Баланис К.А., Иоанидес П.И. Введение в смарт-антенны. - М.: Техносфера, 2012. - 200 с.

18. Белоусов О.А и др. Применение алгоритмов нечеткой логики в системе управления диаграммообразующим устройством гибридной зеркальной антенны // Программные продукты и системы. 2018. № 4. С. 757-762.

19. Гумаров С.Г., Гетманцев А.Ю. Контроль исправности технических систем (комплексов) полигонов по центрам распределения погрешности // Труды МАИ. 2023. № 132. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=176850

20. Фролов А.А., Гирич С.В., Заярный В.П. Моделирование характеристик антенн СВЧ-диапазона // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2008. № 2 (40). С. 112-114.

Скачать статью