О.С. Алексеев, С.Е. Гаврилова, А.Н. Грибанов, А.Е. Дорофеев, И.Е. Макушкин, Г.Ф. Мосейчук, А.И. Синани
АО «НИИП имени В.В. Тихомирова», Жуковский, Московская обл.
niki@nio11.niip.ru
«Альманах современной метрологии» № 2 (18) 2019, стр. 80–119
УДК 621.396.97
Рассмотрены теоретические и практические основы измерения динамической ДН ФАР. Предложены варианты обработки измеренных данных. Описаны возможности применения динамической ДН и особенности её обработки для определения амплитудно-фазового распределения и характеристик направленности ФАР. Приведены способы оценки погрешностей определения ДН и амплитудно-фазового распределения по динамической ДН, а также примеры экспериментальной проверки применения динамических ДН для оценки характеристик реальных активных ФАР.
Ключевые слова: фазированная антенная решётка, динамическая диаграмма направленности, реконструкция амплитудно-фазового распределения.
Цитируемая литература
1. ГОСТ 23282-91 Решётки антенные. Термины и определения. Введ. 01.01.92. М.: Изд. стандартов, 1992. 7 с.
2. Захарьев Л.Н., Леманский А.А., Турчин В.И. и др. Методы измерения характеристик антенн СВЧ / под ред. Н.М. Цейтлина. М.: Радио и связь, 1985. 368 с., ил.
3. ГОСТ 8.309-78 Антенны остронаправленные методика выполнения измерений для определения параметров по полю в раскрыве. Введ. 01.07.1979. М.: Изд. стандартов, 1978. 12 с.
4. Бахрах Л.Д., Кременецкий С.Д., Курочкин А.П. и др. Методы измерений параметров излучающих систем в ближней зоне. Л.: Наука, 1985.
5. Yaghjian A D. An Overview of Near-Field Antenna Measurements // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1986. V. AP-34. № 1. С. 30–45.
6. Курочкин А.П. Теория и техника антенных измерений // Антенны. 2009. № 7. С. 39–44.
7. Хашимов А.Б. Эффективный метод обработки результатов измерений в ближней зоне антенн // Антенны. 2014. № 1. С. 15–22.
8. Исаков М.А., Лисинский В.П. Перспективы реконструктивных антенных измерений как основного метода приёмо-сдаточных испытаний // Вестник Концерна ПВО «Алмаз-Антей». 2015. № 3. С. 51–58.
9. Бубнов Г.Г. Никулин С.М., Серяков Ю.Н., Фурсов С.А. Коммутационный метод измерения характеристик ФАР. М.: Радио и связь, 1988. 120 с.
10. Калинин Ю.Н. Измерение диаграмм направленности антенн в планарном сканере без измерения фазы // Антенны. 2015. № 1. С. 61–68.
11. Кривошеев Ю.В. Измерение характеристик антенн в зоне Френеля на разреженной сетке углов: дис. канд. техн. наук. М.: 2014. 146 с
12. Зайцев В.Е. Юстировка каналов ФАР и восстановление ДН по измерениям на максимально приближенной референсной плоскости / Материалы научно-практического семинара по вопросам проведения антенных измерений в ближней зоне. М.: ОАО «Концерн ПВО «Алмаз-Антей», 2015. С. 33–62.
13. Денисенко В.В., Дубров Ю.Б., Корчемкин Ю.Б., Макота В.Д., Николаев А.М., Толкачев А.А., Шитиков А.М., Шишлов А.В., Шубов А.Г. Многоэлементная ФАР Ка-диапазона волн // Антенны. 2005. № 1. С. 7–14.
14. Усин В.А., Марков В.И., Помазанов С.В., Усина А.В. Системы встроенного контроля активных ФАР / 20 Int. Crimean Conference «Microwave & Telecomunication Technology» (CriMiCo’2010). 13-17 September, Sevastopol, Crimea, Ukraine. Материалы конференции. CriMiCo’2010. C. 965–966.
15. Шевцов О.Ю., Северьянов С.В., Антохин Г.И., Крехтунов В.М. Разработка системы управления лучом фазированной антенной решётки с ферритовыми фазовращателями для ЗРК малой дальности // Системы ВТО. Создание, применение и перспективы. 2015. № 4. С. 28–35.
16. Пат. 8325098 US Dynamic antenna pattern measurement method / Justin Henrie, опубл. 04.12.2012.
17. Пат. 9041610 US Dynamic antenna pattern measurement method / Justin Henrie, опубл. 26.05.2015.
18. Гармаш В.Н., Малакшинов Н.П., Пузанков В.Ф. Численные методы решения некоторых обратных задач восстановления характеристик излучающих систем по измеренным полям в дальней и ближней зонах // Сборник научно-методических статей по прикладной электродинамике. М.: Высшая школа, 1983. Вып. 5. С. 98–130.
19. Акимов М.Ю., Галаган В.В. Алгоритм БПФ в задачах восстановления амплитудно-фазового распределения антенн // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Общие вопросы радиоэлектроники. 1988. Вып.11. С. 20–28.
20. Активные фазированные антенные решётки / под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенкова. М.: Радиотехника, 2004. 488 с.
21. Шубников В.В. Методы восстановления амплитудно-фазового распределения в раскрыве при сферическом сканировании в ближней зоне // Вестник Концерна ПВО «Алмаз-Антей». 2015. № 3. С. 48–50.
22. Lee J.J., Ferren E.M., Woollen D.P., Lee K.M. Near-field probe used as a di-agnostic tool to locate defective elements in an array antenna // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1988. V. 36. № 6. P. 884–889.
23. Patton W.T., Yorinks L.H. Near-field alignment of phased-array antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1999. V. 47. № 3. P. 584–591.
24. Ransom P.L., Mittra R. A method of locating defective elements in large phased arrays // Proceedings of the IEEE. 1971. V. 59. № 6. P. 1029–1030.
25. Hanfling J.D., Borgiotti G. V., Kaplan L. The backward transform of the near field for reconstruction of aperture fields // IEEE–1979. AP/B Poster B-5. P. 764–767.
26. Пат. 4453164 US. Method of determining excitation of individual elements of a phase array antenna from near-field data / Patton W.T.; 05.06.1984.
27. Воронин E.H., Heчaeв E.E., Шашенков B.Ф. Реконструктивные антенные измерения. M.: Hayкa. Физматлит, 1995. 352 c.
28. Bucci O.M. An Effective Near-Field Far-Field Transformation Technique from Truncated and Inaccurate Amplitude-Only Data // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1999. V. 47. № 9. P. 1377–1385.
29. Bucci O.M., Capozzoli A. Diagnosis of Array Faults from Far-Field Amplitude-Only Data // IEEE Transactions on antennas and propagation. 2000. V. 48. № 5. P. 647–652.
30. Bucci O.M., Marco Migliore D. Panariello G. Accurate Diagnosis of Conformal Arrays From Near-Field Data Using the Matrix Method // IEEE Transactions on antennas and propagation. 2005. V. 53. № 3. P. 1114–1120.
31. Janice Brian A. Differential Near Field Holography for Small Antenna Arrays / A Thesis Submitted to the Faculty of the Worcester Polytechnic Institute in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Electrical and Computer Engineering. 2011. 152 p.
32. Long R. Planar Phased Array Calibration Based on Near-Field Measurement System // Progress in electromagnetics research C. 2017. V. 71. P. 25–31.
33. Калинин Ю.Н. Измерение диаграмм направленности антенн в планарном сканере без измерения фазы // Антенны. 2015. № 1. С. 61–68.
34. Sánchez-Escuderos D., Baquero-Escudero M., Vico-Bondia F., Rodrigo-Peñarrocha V.-M. Algorithm for currents reconstruction using the fft iterative method and a lattice of the spectrum // IEEE. 2006. P. 1379–1382.
35. Papoulis A. A new algorithm in spectral analysis and band-limited extrapolation // IEEE Transactions on Circuits and Systems. 1975. V. 22. № 9. P. 735–742.
36. Narasimhan M.S., Kumar B.P. A Technique of Synthesizing the Excitation Currents of Planar Arrays or Apertures // IEEE transactions on antennas and propagation. 1990. V. 38. № 9. P. 1326–1332.
37. Fuchs B., Le Coq L., Migliore M.D. Fast Antenna Array Diagnosis from а Small of Far-Field Measurements // IEEE Transactions on antennas and propagation. 2016. V. 64. № 6. P. 2227–2235.
38. Buonanno A., D’Urso M. Large Phased Arrays Diagnostic Via Distributional Approach // Progress In Electromagnetics Research. 2009. Pier 92. P. 153–166.
39. Сappellin C. Meincke P., Jørgensen E. Array antenna diagnostics with the 3D reconstruction algorithm // Proc. of AMTA conference. Bellevue, Washington. 2012.
40. Грибанов А.Н., Гаврилова С.Е., Дорофеев А.Е, Мосейчук Г.Ф., Алексеев О.С. Метод измерения динамических ДН ФАР и АФАР // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2016. № 4. С. 32–40.
41. Пат. 2610820 РФ, МПК H01Q 3/26. Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решётки. / Грибанов А.Н., Гаврилова С.Е., Мосейчук Г.Ф., Павленко Е.А., Чубанова О.А. (RU). № 2015157200. Заявл. 29.12.2015, опубл. 15.02.2017. Бюл. № 5. 2 с.: ил.
42. Гаврилова С.Е., Грибанов А.Н., Мосейчук Г.Ф., Алексеев О.С., Дорофеев А.Е. Метод измерения динамических диаграмм направленности для диагностики неисправностей ФАР и АФАР // Антенны и радары с электронным управлением лучом / под ред. А.И. Синани., Г.В. Кауфмана. М.: Радиотехника, 2016. 234 с.
43. Гаврилова С.Е., Грибанов А.Н., Дорофеев А.Е., Макушкин И.Е., Мосейчук Г.Ф., Алексеев О.С., Синани А.И. Измерение динамических ДН для оценки характеристик излучения и амплитудно-фазового распределения ФАР и АФАР / Метрология в радиоэлектронике. Материалы XI Всероссийской научно-технической конференции: в 2-х т. Т. 1. Менделеево, 19–21 июня 2018 г. Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ», 2018. С. 94–102.
44. Гаврилова С.Е., Грибанов А.Н., Мосейчук Г.Ф., Синани А.И. Особенности реконструкции возбуждения в раскрыве плоской многоэлементной фазированной антенной решётки с использованием динамических диаграмм направленности // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2017. № 4. С. 32–39.
45. Пат. 2634735 РФ, МПК H01Q 3/26. Способ определения амплитудно-фазового распределения в раскрыве фазированной антенной решётки / С.Е. Гаврилова, А.Н. Грибанов, Г.Ф. Мосейчук, Е.А. Павленко, О.А. Чубанова (РФ). № 2016122861. Заявл.08.06.2016, опубл. 03.11.2017. Бюл. № 31. 2 с.: ил.
46. Хансен Р.С. Фазированные антенные решётки. Второе издание / пер. с англ. под ред. А.И. Синани. М.: Техносфера, 2012. 560 с.
47. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1975. 528 с.
48. Даймонд Б.Л. Обобщённый метод анализа бесконечных плоских антенных решёток // ТИИЭР. 1968. № 11. С. 92–94.
49. Даджион Д., Мерсеро Р. Цифровая обработка многомерных сигналов: пер. с англ. М.: Мир, 1988. 488 с.
50. Воробьев Н.Н. Теория рядов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1979. 408 с.
51. Ярославский Л.П. Введение в цифровую обработку изображений. М.: Сов. радио, 1979. 312 с.
52. Балагуровский В.А., Кондратьев А.С., Маничев А.О., Полищук Н.П. Расчёт статистических характеристик погрешностей амплитудно-фазового распределения в многоэлементной фазированной антенной решётке // Антенны. 2008. № 2. С. 20–26.
53. Самойленко В.И., Шишов Ю.А. Управление фазированными антенными решётками. М.: Радио и связь, 1983. 240 с.
54. Шифрин Я.С. Вопросы статистической теории антенн. М.: Советское радио, 1970. 384 с.
55. Bhattacharyya A.K. Phased Array Antennas. Floquet Analysis, Synthesis, BFNs, and Active Array Systems. WILEY-INTERSCIENCE, 2006. 516с.
56. Маничев А.О. Методика оценивания уровня нулей в диаграмме направленности фазированной антенной решётки со случайными искажениями амплитудно-фазового распределения // Антенны. № 2. 2008. С. 27–31.
57. Левин Б.Р. Теория случайных процессов и её применение в радиотехнике. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1957. 497 с.
58. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1989. 656 с.
59. Балабуха Н.П., Зубов А.С., Солосин В.С. Компактный полигон для измерения рассеивающих свойств объектов и параметров антенн // Антенны. № 6. 2008. С. 59–80.
Статья в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.