Методы и алгоритмы синтеза многоэлементных цифровых активных фазированных антенных решеток систем обзора пространства

Актуальность темы диссертационных исследований обоснована тем, что в современных радиолокационных станциях (РЛС) для формирования передающего луча используют активную фазированную антенную решетку (АФАР), а для формирования приемных лучей – цифровую антенную решетку (ЦАР). В работе рассматриваются приемо-передающие антенны, объединяющие передающую АФАР и приемную ЦАР, которые названы цифровыми активными фазированными антенными решетками (ЦАФАР). Появление ЦАР стало основой для развития систем пассивной и скрытной локации с параллельным обзором пространства. Также использование ЦАР удобно для реализации смешанного обзора пространства с большим числом приемных лучей. Управление характеристиками каждого из лучей может позволить при сохранении ширины луча во всей зоне обнаружения снизить число лучей в сетке и, соответственно, уменьшить общее время частотно-пространственного обзора. Целью диссертационных исследований является повышение помехоустойчивости и уменьшение времени частотно-пространственного обзора ЦАФАР. Основные задачи исследования: разработка научно методического аппарата синтеза многоэлементных ЦАФАР при заданных ограничениях на форму ДН, ширину луча, огибающую боковых лепестков, время решения задачи синтеза; разработка алгоритмов реализации амплитудно-фазового распределения в многоэлементных ЦАФАР; разработка предложений и рекомендаций по снижению времени частотно-пространственного обзора. Для решения поставленных в работе задач используются следующие методы исследования: методы анализа антенных решеток, методы амплитудно-фазового и фазового синтеза антенных решеток, методы и алгоритмы поисковой оптимизации, методы матричного синтеза антенн, градиентные методы оптимизации. К наиболее существенным научным результатам, полученным в диссертационных исследованиях, относятся: методы синтеза антенных решеток, обеспечивающие высокое быстродействие за счет упрощения градиентной процедуры поиска решения задачи, высокую точность формирования главного луча ДН многоэлементной ЦАР за счет разбиения задачи синтеза на ряд простых этапов поисковой оптимизации, учет требований к огибающей боковых лепестков; способ определения ДН ЦАФАР в режиме излучения и приема, отличающийся снижением уровня открытого излучения ЦАФАР на полигоне; предложения по построению ЦАР с независимым гетеродинированием для ускорения частотного обзора; алгоритмы формирования веера лучей.