Крутизна пеленгационной характеристики вблизи углов ослепления фазированной антенной решетки


Авторы

Анютин Н. В.*, Мокров И. В., Семенов А. А.

ПАО «Научно-производственное объединение «Алмаз» имени академика А. А. Расплетина», Ленинградский проспект, д. 80, корп. 16, г. Москва, 125190, Россия

*e-mail: anyutinnv@mail.ru

Аннотация

В статье описано явление возрастания систематической погрешности измерений угловых координат целей моноимпульсными радиолокационными системами вблизи углов ослепления фазированной антенной решетки. Для его объяснения был предложен метод расчета диаграмм сканирования фазированных антенных решеток с помощью теоремы о перемножении и последующего расчета коэффициента направленного действия. В рамках такого подхода явление ослепления фазированных антенных решеток объясняется оттоком части излученной мощности в широкий дифракционный лепесток, лежащий в плоскости решетки. Интерференционные максимумы диаграмм направленности суммарного и разностного каналов пересекают границу области мнимых углов не одновременно, вследствие чего ширина и глубина провала в их диаграммах сканирования не совпадают. Изменение отношения усилений в суммарном и разностном каналах моноимпульсной радиолокационной системы влечет за собой изменение крутизны линейного участка пеленгационной характеристики, которое не учитывается в модели измерений.
Были проведены экспериментальные исследования явления изменения крутизны пеленгационной характеристики вблизи углов ослепления фазированной антенной решетки из 256 элементов. Расчет коэффициента направленного действия по измеренному сечению 8 диаграмм направленности суммарного канала совпал с измеренной в том же сечении диаграммой сканирования с погрешностью не больше ±0,5 дБ. Рассчитанная по измеренным сечениям диаграмм направленности суммарного и разностного каналов крутизна пеленгационной характеристики увеличивается на 20 % перед углом ослепления и уменьшается на 15 % в нем. Рассчитанная с помощью предложенного метода расчета диаграмм сканирования крутизна пеленгационной характеристики имеет максимум на 19 % больше и минимум на 16 % меньше относительно значения по нормали к плоскости фазированной антенной решетки. Таким образом, предложенный метод расчета диаграмм сканирования позволил описать явление возрастания систематической погрешности измерений угловых координат целей моноимпульсными радиолокационными системами вблизи углов ослепления фазированной антенной решетки.

Ключевые слова:

моноимпульсная радиолокация; пеленгационная характеристика; фазированная антенная решетка; диаграмма направленности; диаграмма сканирования

Список источников

  1. Сучков А. В. Моноимпульсная волноводно-щелевая антенная решетка с частотным сканированием // Труды МАИ электрон. журн. 2016. №. 86. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=66408
  2. Шмачилин П. А., Шумилов Т. Ю. Матричная диаграммообразующая схема цифровой антенной решётки // Труды МАИ электрон. журн. 2019. №. 109. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=111382 DOI 10.34759/trd-2019-109-12
  3. Орешкин В. И., Мелёшин Ю. М., Цветков В. К. Повышение точности пеленга сигнала в цифровой антенной решётке // Труды МАИ электрон. журн. 2021. №. 120. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=161424 DOI 10.34759/trd-2021-120-10
  4. Sherman S. M., Barton D. K. Monopulse principles and techniques. Artech House, 2011.
  5. Nickel U. Overview of generalized monopulse estimation // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 2006. Vol. 21. no. 6. P. 27-56. DOI 10.1109/MAES.2006.1662039
  6. Dunn J. H., Howard D. D. The effects of automatic gain control performance on the tracking accuracy of monopulse radar systems // Proceedings of the IRE. 1959. Vol. 47. no. 3. P. 430-435. DOI 10.1109/JRPROC.1959.287179
  7. Barton D. K. Low-angle radar tracking // Proceedings of the IEEE. 1974. Vol. 62. no. 6. P. 687-704. DOI 10.1109/PROC.1974.9509
  8. Seifer A. D. Monopulse-radar angle tracking in noise or noise jamming // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2002. Vol. 28. no. 3. P. 622-638. DOI 10.1109/7.256285
  9. Мелёшин Ю. М. Исследование и разработка антенны Х-диапазона частот для формирования волн с ненулевым орбитальным угловым моментом // Труды МАИ электрон. журн. 2024. №. 135. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=179687
  10. Hansen R. C. Phased Array Antennas. 2009.
  11. Ястребцова О. И. Условия отсутствия «ослепления» у микрополосковых антенных решеток // Труды МАИ электрон. журн. 2017. №. 97. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=87318
  12. Hannan P. The element-gain paradox for a phased-array antenna // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1964. Vol. 12. no. 4. P. 423-433. DOI: 10.1109/TAP.1964.1138237
  13. Galindo V., Wu C. Integral equations and variational expressions for arbitrary scanning of regular infinite arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1966. Vol. 14. no. 3. P. 392-394. DOI: 10.1109/TAP.1966.1138686
  14. Kelley D. F., Stutzman W. L. Array antenna pattern modeling methods that include mutual coupling effects // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1993. Vol. 41. no. 12. P. 1625-1632. DOI: 10.1109/8.273305
  15. Warnick K. F., Davidson D. B., Buck D. Embedded element pattern loading condition transformations for phased array modeling // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2020. Vol. 69. no. 3. P. 1769-1774. DOI: 10.1109/TAP.2020.3027593
  16. Marinović T. et al. Comparison of CBFM-enhanced iterative methods for MoM-based finite antenna array analysis // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2021. Vol. 70. no. 5. P. 3538-3548. DOI: 10.1109/TAP.2021.3137484
  17. Виниченко Ю. П., Туманская А. Е. Теорема умножения для фазированной антенной решетки // Антенны. 2008. №. 5. С. 16-21.
  18. Bhattacharyya A. K. An accurate model for finite array patterns based on Floquet modal theory // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2015. Vol. 63. no. 3. P. 1040-1047. DOI: 10.1109/TAP.2015.2389249
  19. Vosoogh A., Kildal P. S. Simple Formula for Aperture Efficiency Reduction Due to Grating Lobes in Planar Phased Arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2016. Vol. 64. no. 6. P. 2263-2269. DOI: 10.1109/TAP.2016.2551259
  20. Исаков М. А. и др. Метод статистического фазового синтеза диаграмм направленности на основе формирования эффективных апертур, имитирующих поворот физических апертур антенных решеток // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2024. №. 4. С. 55-63. DOI: 10.38013/2542-0542-2023-4-55-63

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2026

 Вход