Реализация частотно-сканирующей антенны для радиолокационной системы обнаружения высокомобильных малых объектов


Авторы

Егорова Е. Д.*, Ищенко Е. А.**, Медведев А. Е.***, Пастернак Ю. Г.****, Проскурин Д. К.*****, Федоров С. М.******

Воронежский государственный технический университет, ВГТУ, Московский проспект, 14, Воронеж, 394026, Россия

*e-mail: 1evgenia_egorova23@mail.ru
**e-mail: kursk1998@yandex.ru
***e-mail: medvedev.vzlomhik1999@mail.ru
****e-mail: pasternakyg@mail.ru
*****e-mail: rector@cchgeu.ru
******e-mail: zar36@yandex.ru

Аннотация

В работе рассматривается конструкция частотно-сканирующая антенная система радиолокатора, которая построена на основе дифракционной антенной решетки эшелетт, которая формирует отражающую поверхность в антенной системе. Полученная антенная система позволяет реализовать частотное сканирование лучом в азимутальной плоскости, а также путем изменения амплитудно-фазового распределения в угломестной. В работе приводится две основные конструкции антенной системы на основе формирующей решетки эшелетт – когда в роли линий возбуждения применяется десять решеток на основе диско-стержневых линий; когда для возбуждения применяется линия в виде высокочастотного эшелетта. В работе приводятся конструкции антенной системы, а также картины диаграмм направленности антенной системы при изменении частоты работы антенной системы. Применение конструкции на основе системы эшелетт позволило обеспечить широкий диапазон рабочих частот, а также обеспечить малые размеры радиолокационной антенны. Полученная антенна обладает высокой разрешающей способностью, а также высоким уровнем коэффициента направленного действия, что позволяет ее эффективно применять для обнаружения высокомобильных малых объектов, как беспилотные летательные аппараты. В статье приводится моделирование основных характеристик антенны, а также демонстрируется частотное сканирование основным лучом антенной системы.

Ключевые слова:

радиолокационная антенна, частотное сканирование, антенная решетка, дифракционная решетка

Список источников

  1. G. Jie, D. Jinsong, T. Xing, C. Rigang. Design of radar antenna based on HFSS // 2017 2nd International Conference on Robotics and Automation Engineering (ICRAE). Shanghai, China, 2017. P. 460-463. DOI: 10.1109/ICRAE.2017.8291430
  2. M. Pehlivan, Y. Asci, K. Yegin, C. Ozdemir. X band patch array antenna design for marine radar application // 2018 22nd International Microwave and Radar Conference (MIKON). Poznan, Poland, 2018. P. 50-51. DOI: 10.23919/MIKON.2018.8405268
  3. P. Gaboardi, L. Rosa, A. Cucinotta, S. Selleri. Patch Array Antenna for UWB Radar Applications // 2006 European Radar Conference. Manchester, UK, 2006. P. 281-284. DOI: 10.1109/EURAD.2006.280329
  4. S.A. Seguin, B.D. Cordill, L. Cohen. Radar system impacts due to spectrum attributes of frequency-steerable phased array antennas // 2013 IEEE Radar Conference (RadarCon13). Ottawa, ON, Canada, 2013. P. 1-5. DOI: 10.1109/RADAR.2013.6586135
  5. Jiyu Guo, Qing zhao, Jiao Jiao, Chunguang Ma, Jianjian Huo, Shuzhang Liu. An Ultrawideband Antipodal Vivaldi Antenna for borehole radar application // 2017 9th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR). Edinburgh, 2017. P. 1-5. DOI: 10.1109/IWAGPR.2017.7996044
  6. X. Lv, W. Cao, Z. Zeng, S. Shi. A Circularly Polarized Frequency Beam-Scanning Antenna Fed by a Microstrip Spoof SPP Transmission Line // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2018. V. 17, No. 7. P. 1329-1333. DOI: 10.1109/LAWP.2018.2844288
  7. N.M. Boskovic, B.S. Jokanovi, A.D. Nesic. Compact frequency scanning antenna array with SRR phase shifters // 2013 11th International Conference on Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Services (TELSIKS). Nis, Serbia, 2013. P. 437-439. DOI: 10.1109/TELSKS.2013.6704415
  8. M. Ranjbar Naeini, M. Fakharzadeh, F. Farzaneh. Travelling-wave Ka-band Frequency Scanning Antennas for millimeter-wave imaging applications // 2016 8th International Symposium on Telecommunications (IST). Tehran, Iran, 2016. P. 591-595. DOI: 10.1109/ISTEL.2016.7881890
  9. R. Huang, Y. Shi, W. Cao, W. Ma, S. Shi. A Frequency Scanning Array Antenna Based on Magneto-Electric Dipole Structure With Enhanced Scanning Range and Gain Flatness // 2020 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT). Shanghai, China, 2020. P. 1-3. DOI: 10.1109/ICMMT49418.2020.9386793
  10. M. R. Naeini, M. Fakharzadeh. Sidelobe Level Improvement in a Frequency Scanning Antenna at Ka-band // 2018 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. Boston, MA, USA, 2018. P. 1511-1512. DOI: 10.1109/APUSNCURSINRSM.2018.8609043
  11. Мелёшин Ю.М., Хасанов М.С., Карпов В.Н., Лялин К.С. MIMO радиолокатор на базе линейно-частотно модулированных сигналов с медленной фазокодовой манипуляцией // Труды МАИ. 2024. № 138. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=182670
  12. Славянский А.О., Латышев А.Е., Безкаравайный В.А., Миронов П.Н., Нелина М.В., Скрынский В.Р. Исследование методов пеленгации наземных радиоэлектронных систем управления навигационными космическими аппаратами // Труды МАИ. 2024. № 137. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=181882
  13. Мелёшин Ю.М. Исследование и разработка антенны Х-диапазона частот для формирования волн с ненулевым орбитальным угловым моментом // Труды МАИ. 2024. № 135. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=179687
  14. Каменский К.В. Влияние траекторных нестабильностей и характеристик бортовой навигационной системы на качество радиолокационного изображения при синтезировании апертуры // Труды МАИ. 2022. № 125. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168186. DOI: 10.34759/trd-2022-125-14
  15. V. Alagumurugesan, A. Birwal, S.S. Srikant, M. Hannan, S. Ghosh. Design and Analysis of a Slotted Rectangular Patch Antenna for Dual-Band Radar Applications in C and X Bands // 2024 9th International Conference on Communication and Electronics Systems (ICCES). Coimbatore, India, 2024. P. 88-93. DOI: 10.1109/ICCES63552.2024.10859496
  16. Король Д.Г., Темченко В.С. Исследование цилиндрической конформной антенной решетки с печатным излучателем для БПЛА // Труды МАИ. 2023. № 129. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=173026. DOI: 10.34759/trd-2023-129-14
  17. M. Angelilli, L. Infante, P. Pacifici. A family of Secondary Surveillance Radars based on Conformal Antenna array geometries // 2017 IEEE Radar Conference (RadarConf). Seattle, WA, USA, 2017. P. 1681-1684. DOI: 10.1109/RADAR.2017.7944477
  18. E.V. Koposova, S.N. Vlasov. Diffraction at gratings in quasi-optical systems // Proc. SPIE 2211, Millimeter and Submillimeter Waves, (19 August 1994). URL: https://doi.org/10.1117/12.183025
  19. T. K. Vo Dai, T. Nguyen, O. Kilic. A compact microstrip Rotman lens design // 2017 United States National Committee of URSI National Radio Science Meeting (USNC-URSI NRSM). Boulder, CO, USA, 2017. P. 1-2. DOI: 10.1109/USNC-URSI-NRSM.2017.7878311
  20. A.L. Belostotsky, A.S. Leonov. Design of aplanatic waveguide Fresnel lenses and aberration-free planar optical systems // Journal of Lightwave Technology. 1993. V. 11, No. 8. P. 1314-1319. DOI: 10.1109/50.254089


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2025

 Вход