Радиопеленгаторные антенные системы для малых беспилотных летательных аппаратов

Целью работы является разработка и исследование радиопеленгаторных антенных систем для малых беспилотных летательных аппаратов, использование которых позволяет существенно повысить точность и чувствительность пеленгования источников радиоизлучения, разрешающую способность радиопеленгаторов по угловым координатам в условиях априорной неопределенности о виде поляризации падающих волн, а также – о возможном изменении геометрии корпуса носителя. В работе решены следующие задачи: 1. Проведен анализ современного состояния и перспективных тенденций развития теории, техники и технологии производства радиопеленгаторных антенных систем. 2. Исследованы и разработаны методики обработки сигналов, минимизирующих влияние дифракционных искажений измеряемого поля на точность пеленгования, и антенных систем для их реализации в радиопеленгаторах для малых беспилотных летательных аппаратов. 3. Исследованы перспективные пути построения сверхширокополосных линейных радиопеленгаторных антенных решеток с диаграммообразующей схемой на основе печатной линзы Ротмана, повышающих чувствительность пеленгования. 4. Проведены натурные экспериментальные исследования радиопеленгаторов, оснащенных разработанными сверхширокополосными антенными системами. Основные результаты диссертации: 1. Проведен анализ современного состояния и перспективных тенденций развития теории, техники и технологии производства радиопеленгаторных антенных систем, намечены пути совершенствования антенных систем по точности, чувствительности, разрешающей способности и возможности пеленгования сиг-налов с произвольной поляризацией на основе учета дифракционных искажений наблюдаемого электромагнитного поля. 2. Разработаны и исследованы методики обработки сигналов, минимизирующих влияние дифракционных искажений пространственно-временной структуры измеряемого поля на точность пеленгования, и антенные систем для их реализации в радиопеленгаторах бортового базирования, позволяющие повысить точность пеленгования от 1,6 до 2 раз, угловую разрешающую способность – до 3 раз. 3. Разработана и исследована векторная антенная система для пеленгования источников радиоизлучения с произвольной поляризацией и произвольным углом падения волны, позволяющая вычислять менее искаженные компоненты вектора напряженности магнитного поля по измеренным значениям сильно искаженных компонент вектора напряженности электрического поля с помощью второго уравнения Максвелла в интегральной форме, что позволило существенно повысить точность пеленгования корреляционно-интерферометрическим способом. 4. Предложен новый метод определения направления прихода ЭМВ с априорно неизвестной поляризацией, основанный на калибровке амплитудных и фазовых диаграмм направленности антенных элементов в составе решетки, который позволяет оценить направление прихода ЭМВ в условиях неизвестной поляризации источника за счет учета влияние корпуса носителя на антенную систему радиопеленгатора, с абсолютной погрешностью не более 6 градусов. При этом определение пеленга корреляционно-интерферометрическим методом пеленгования дает грубый промах. 5. Намечены и развиты перспективные направления построения сверхширокополосных линейных радиопеленгаторных антенных решеток с диаграммообразующей схемой на основе печатной линзы Ротмана, позволяющие повысить чувствительность радиопеленгаторов бортового базирования на 3 – 14 дБ в зависимости от типа применяемых антенных элементов. 6. Разработана методика проектирования линейных радиопеленгаторных антенных решеток из сверхширокополосных элементов, направленных в азимутальной плоскости, запитанных с помощью печатной линзы Ротмана. 7. Проведены натурные экспериментальные исследования радиопеленга-торных антенных систем, установленных на малом БПЛА. Показано, что применение одноярусной антенной системы для радиопеленгатора бортового базирования приемлемо при углах возвышения не ниже , а рекомендованное ограничение необходимо установить в диапазоне .