Прореженные антенные решетки, обеспечивающие требуемые направленные и энергетические характеристики

Объектом исследования является прореженные антенные решетки, обеспечивающие требуемые энергетические характеристики и характеристики направленности. Цель работы – разработка алгоритма синтеза прореженных антенных решеток, обеспечивающих требуемые энергетические и направленные характеристики. Обоснование и описание алгоритма заключается в получении подробных математических соотношений, поясняющих процедуру прореживания антенной решетки либо формирование решетки с конфигурацией, эквивалентной прореженной. Математические отношения включают в себя выражения для формирования диаграммы направленности антенной решетки, способы расчета ее амплитудного распределения с целью прореживания, определение целевой функции для алгоритма оптимизации. Апробация алгоритма синтеза заключается в разработке конфигураций прореженных антенных решеток и оценке их энергетических и направленных характеристик. В рамках выполнения проекта получены следующие научные результаты. 1. Рассмотрен метод решения систем линейных алгебраических уравнений для разработки конфигурации прореженных антенных решеток, обеспечивающих заданный уровень излучаемой мощности, ширину основного луча диаграммы направленности и пиковый уровень боковых лепестков. 2. Конфигурации прореженных антенных решеток разработаны псевдостохастическим методом, при котором искомое неравномерное амплитудное распределение является плотностью распределения вероятностей оставления элемента решетки включенным при прореживании. 3. Разработаны конфигурации MIMO антенных решеток, обеспечивающих требуемые направленные характеристики, при малом количестве элементов в составе антенной решетки. 4. Разработан алгоритм имитационного моделирования антенных решеток MIMO РЛС, позволяющий исследовать и разрабатывать новые конфигурации MIMO антенных решеток. 5. Конфигурации антенных решеток полностью разработаны с применением генетического алгоритма, определяющего положение активных элементов антенной решетки в пределах апертуры заданных размеров. 6. Произведена оптимизация разработанных конфигураций прореженных антенных решеток генетическим алгоритмом с целью снижения уровня боковых лепестков. 7. Сформулированы рекомендации по применению методов разработки конфигураций прореженных антенных решеток. 8. Материалы исследований представлены на конференции международного уровня APEIE-2023 и будут опубликованы в виде статьи в сборнике, входящем в базы цитирования Web of Science или Scopus. Также материалы исследования направлены в журнал в Q3 журнал Journal of Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications; статья принята и находится на этапе редактирования