Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Разработка внефокусного облучателя на основе фазированной антенной решетки для параболической зеркальной антенны космической связи

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-233-242

Полный текст:

Аннотация

В настоящее время в системах спутниковой и космической связи и радиоастрономии широко используются зеркальные антенные системы. Развитие данных отраслей требует разработки новых эффективных антенных систем. Возможным техническим решением для создания эффективной зеркальной антенны является «гибридная» схема, когда адаптивная фазированная антенная решетка используется в качестве облучателя. Данная работа посвящена разработке внефокусного облучателя на основе фазированной антенной решетки для параболической зеркальной антенны космической связи. Целью работы являлась разработка оптимальной конструкции облучателя с выбором элемента решетки и проведением экспериментальных исследований выбранного конструктивного элемента.

В качестве инструмента выбора конфигурации облучателя использован метод восстановления волнового фронта. Идея его использования заключается в воспроизведении облучателем электромагнитного поля падающей плоской волны с целью равномерного засвета апертуры зеркала антенны.

Для выбора конструктивного элемента облучателя рассмотрены несколько антенн: патч-антенна, плоская спиральная антенна, коническая спиральная антенна. Определены требования к элементу фазированной антенной решетки. Проведено моделирование облучателя на основе перечисленных конструктивных элементов и проведена оптимизация геометрии облучателя по критерию максимального усиления.

Максимальное усиление достигнуто конструкцией облучателя на основе конических спиральных антенн и составило 30,8 дБ, что для рассматриваемого раскрыва зеркала 2,4 м близко к традиционным фокусным схемам. Полученные результаты позволяют создать адаптивную антенную систему с возможностью компенсировать отклонения формы зеркала от теоретического профиля, а также фазовые искажения в атмосфере изменением весовых коэффициентов решетки.

Об авторах

Д. B. Довкша
Белорусский государственный университет
Беларусь
Адрес для переписки: Д.В. Довкша – Белорусский государственный университет, ул. Курчатова, 5, г. Минск 220064, Беларусь     e-mail: d.dovksha@gmail.com


С. В. Лешкевич
Белорусский государственный университет
Беларусь
ул. Курчатова, 5, г. Минск 220064


В. А. Саечников
Белорусский государственный университет
Беларусь
ул. Курчатова, 5, г. Минск 220064


Список литературы

1. Галимов, Г.К. Антенны радиотелескопов, систем космической связи и РЛС / Г.К. Галимов. – М.: Адвансед Солюшнз. – 2013. – 392 с.

2. W.A. van Cappellen. APERTIF: Phased array feeds for the wester-bork synthesis radio telescope / W.A. van Cappellen, L. Bakker // 2010 IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology. – Waltham, MA. – 2010. – P. 640–647. DOI: 10.1109/ARRAY.2010.5613297

3. Ivashina, M.V. Off-axis beam performance of Focal Plane Arrays for the Westerbork Synthesis Radio Telescope – Initial results of a prototype system / M.V. Ivashina [et al.] // 2009 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. – Charleston, SC. – 2009. – P. 1–4. DOI: 10.1109/APS.2009.5171751

4. Гиммельман, В.Г. Система адаптации панелей зеркала космического телескопа / В.Г. Гиммельман, Я.Ю. Федоров, С.С. Щесняк // Сибирский государственный университет науки и технологий. Решетневские чтения. – 2016. – № 20. – C. 98–100.

5. Ермолаева, Е.В. Адаптивная оптика / Е.В. Ермолаева, В.А. Зверев, А.А. Филатов // СПб: НИУ ИТМО. – 2012. – 297 с.

6. Robert A. Monzingo. Introduction to Adaptive / R.A. Monzingo, T.W. Miller // SciTech Publishing. – 2004. – 543 p.

7. Allen Ben. Adaptive Array Systems: Fundamentals and Applications / Ben Allen, M. Ghavamiu // London: John Wiley & Sons. – 2005. – 290 p.

8. Пистолькорс, А.А. Введение в теорию адаптивных антенн / А.А. Пистолькорс, О.С. Литвинов. – М.: Наука. – 1991. – 200 с.

9. Летунов, А.А. Синтез гибридной зеркальной антенны для систем наземной спутниковой связи / А.А. Летунов [и др.] // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. – 2015. – № 4. – С. 107–113. DOI: 10.17277/voprosy.2015.04.pp.107-113

10. Тяпкин, В.Н. Алгоритмы адаптации многолучевых антенн, построенных на базе гибридно-зеркальных антенн / В.Н. Тяпкин, Д.Д. Дмитриев, А.С. Першин // Сибирский федеральный университет. – 2013. – № 6(7). – C. 835–844.

11. Пономарев, О.П. Гибридные зеркальные антенны на основе зеркал с круговым профилем для многофункциональных радиолокационных станций / О.П. Пономарев, Н.Н. Смирнов, С.М. Клишин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. – 2010. – № 2(97). – C. 23–30.

12. Зельчан, А.Д. Оценка эффективности применения фазированной решетки в качестве облучателя зеркальной антенны, предназначенной для приема сигналов студенческого спутника / А.Д. Зельчан [и др.] / Минск: VII Белорусский космический конгресс. – 2017. – T. 2. – C. 118–121.

13. Дмитриев, В.Г. Нелинейная оптика и обращение волнового фронта / В.Г. Дмитриев. – М.: Физматлит. – 2003. – 256 с.

14. Хашимов, А.Б. Регуляризирующие схемы в задачах восстановления поля излучения антенн по измерениям в ближней зоне / А.Б. Хашимов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2014. – Т. 14, № 2. – С. 70–80.


Для цитирования:


Довкша Д.B., Лешкевич С.В., Саечников В.А. Разработка внефокусного облучателя на основе фазированной антенной решетки для параболической зеркальной антенны космической связи. Приборы и методы измерений. 2019;10(3):233-242. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-233-242

For citation:


Douksha D.V., Liashkevich S.V., Saetchnikov V.A. Development of an out-of-Focus Irradiator Based on a Phased Antenna Array for a Space Communications' Parabolic Reflector Antenna. Devices and Methods of Measurements. 2019;10(3):233-242. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-3-233-242

Просмотров: 165


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)