МНОГОЛУЧЕВЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ С ДИАГРАММООБРАЗУЮЩЕЙ СХЕМОЙ НА ОСНОВЕ ЛИНЗЫ РОТМАНА ДЛЯ СИСТЕМ РАДИОПЕЛЕНГАЦИИ И СВЯЗИ

Целью работы является разработка методики проектирования многолучевых антенных решеток с диаграммообразующей схемой на основе печатной линзы Ротмана для систем радиопеленгации и связи, применение которой дает возможность: - существенно повысить энергетический потенциал систем радиопеленгации и связи; - существенно повысить разрешающую способность систем радиопеленга-ции по угловым координатам; - реализации режима MIMO в аппаратуре связи с пространственно-угловым разделением абонентов; - интегрального исполнения сверхширокополосной антенной решетки с формированием многолучевой диаграммы направленности в плоскости вектора напряженности электрического поля. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач: 1. Проведения анализа современного состояния и перспективных тен-денций развития техники и технологии производства антенных систем аппарату-ры радиопеленгации и связи; 2. Разработка теоретических основ многолучевых антенных решеток с диаграммообразующей схемой на основе печатной линзы Ротмана для систем радиопеленгации и связи; 3. Исследования и разработки методов обработки сигналов, основанных на формировании, путем интерполяции и экстраполяции их пространственных отсчетов, дополнительных «виртуальных» каналов приема, позволяющих повысить разрешающую способность приемных антенных систем, включающих в себя физические и «виртуальные» элементы; 4. Разработки методики проектирования многолучевых радиопеленга-торных антенных решеток с диаграммообразующей схемой на основе печатной линзы Ротмана для аппаратуры радиопеленгации и связи; 5. Проведения натурных экспериментальных исследований аппаратуры радиопеленгации, оснащенной многолучевыми антенными решетками для про-верки и подтверждения эффективности их использования в современных антенных системах. В результате выполнения поставленных научно-технических задач в диссертации разработана методика проектирования многолучевых антенных решеток с диаграммообразующей схемой на основе печатной линзы Ротмана для систем радиопеленгации и связи. В работе получены следующие результаты: 1. Проведен анализ современного состояния и перспективных тенденций развития теории, техники и технологии производства антенных систем аппаратуры радиопеленгации и связи. Показано, что перспективными направлениями являются использование многолучевых антенных решеток с линзами Ротмана, тело которых сложено пополам, в целях уменьшения их габаритных размеров, а также – использование виртуальных антенных решеток интерполяционного и экстраполяционного типа. 2. Разработаны и исследованы методы обработки сигналов, основанные на формировании, путем интерполяции и экстраполяции их пространственных отсчетов, дополнительных «виртуальных» каналов приема, позволяющих повысить разрешающую способность приемных антенных систем, включающих в себя физические и «виртуальные» элементы. Показано, что эффективным способом формирования интерполяционных и экстраполяционных «виртуальных» элементов являются использование метода кубических сплайнов, а также - метода линейного прогноза Бурга. 3. Разработана методика проектирования многолучевых радиопеленгаторных антенных решеток дециметрового диапазона волн с диаграммообразующей схемой на основе печатной линзы Ротмана для аппаратуры радиопеленгации и связи. Рассмотрены варианты линейных антенных решеток с диаграммообразованием в Е- и Н- плоскостях, состоящих из вибраторных элементов с рефлекторами и директорами, логопериодических антенн, антенн Вивальди и щелевых антенн с директорами. Показана возможность интегрального исполнения сверхширокополосной антенной решетки с формированием многолучевой диаграммы направленности в плоскости вектора напряженности электрического поля. 4. Разработана методика проектирования печатной линзы Ротмана дециметрового диапазона волн, тело которой сложено по прямой линии, основанная на использовании разработанной физико-математической модели разворота на 180 градусов полосковой линии передачи, в основе которой лежит использование метода частичных областей и редуцирования бесконечной парной системы ли-нейных алгебраических уравнений с учетом условия Мейкснера на острых реб-рах. 5. Проведены конструкторская проработка вариантов многолучевых антенных систем, состоящих из вибраторных и щелевых элементов с директорами, выполнены натурные экспериментальные исследования аппаратуры радиопеленгации, оснащенной многолучевыми антенными решетками. Показано, что ис-пользование многолучевых антенных систем позволяет существенно повысить энергетический потенциал систем радиопеленгации и связи, а также - существенно повысить разрешающую способность систем радиопеленгации по угловым координатам.