Теория и методы проектирования сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования

Рембовский, Юрий Анатольевич

Антенны, СВЧ устройства и их технологии

автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Теория и методы проектирования сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования

доктора технических наук: Рембовский, Юрий Анатольевич
город: Москва
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.12.07
цена: 450 рублей

Диссертация по радиотехнике и связи на тему «Теория и методы проектирования сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования»

Автореферат диссертации по теме "Теория и методы проектирования сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования"

РЕМБОВСКИЙ Юрий Анатольевич

ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ АНТЕННЫХ СИСТЕМ АППАРАТУРЫ РАДИОПЕЛЕНГАЦИИ СТАЦИОНАРНОГО И МОБИЛЬНОГО БАЗИРОВАНИЯ

Специальность: 05.12.07 - Антенны, СВЧ устройства и их

технологии

8 ДЕК 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2011

005004991

Работа выполнена в научно-производственном предприятии ЗАО «ИРКОС» (г. Москва)

Официальные оппоненты:

Борзов Андрей Борисович, доктор технических наук, профессор (профессор кафедры СМ-5 МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва);

Федотов Александр Юрьевич, доктор технических наук (ФГУП «Научно-производственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт электромеханики», начальник лаборатории прикладной электродинамики, г. Москва);

Виноградов Александр Дмитриевич, доктор технических наук, профессор (Военный авиационный инженерный университет МО РФ, научно-исследовательский испытательный центр радиоэлектронной борьбы, главный научный сотрудник, г. Воронеж).

Ведущая организация: ОАО «Концерн «Созвездие» (г. Воронеж).

Защита состоится 16 февраля 2012 г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.141.11 при ГОУВПО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана»: 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»

Автореферат разослан «_» 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

профессор

Власов И.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Быстрый прогресс в разработке и производстве средств телекоммуникации и связи обуславливает необходимость постоянного совершенствования аппаратуры и программного обеспечения комплексов радиоконтроля стационарного и мобильного базирования.

Учитывая жесткие требования по ограничению габаритных размеров антенных систем, диктуемые необходимостью повышения живучести комплексов радиоконтроля и обеспечения возможности их размещения вблизи корпуса мобильного или бортового носителя, а также тенденции расширения полосы рабочих частот современной аппаратуры телекоммуникации и связи, роста ее чувствительности, повышения точности пеленгования источников радиоизлучения, использования поляризационного разделения каналов, одним из радикальных путей совершенствования комплексов радиоконтроля является развитие теории и разработка эффективных методов проектирования их антенных систем, а также методов обработки принимаемых ими сигналов, компенсирующих дифракционные искажения измеряемого электромагнитного поля.

Актуальность темы исследования подчеркивается также рядом следующих факторов: априорной неизвестностью вида и параметров поляризации принимаемых волн; изменяемостью, в процессе эксплуатации, геометрии и материальных свойств корпуса носителя антенной системы (состояния дверей и люков; качества контакта отдельных деталей конструкции носителя; свойств подстилающей поверхности); необходимостью устранения (или минимизации) «мертвых» областей углов зоны действия комплекса радиоконтроля.

Исследованием и созданием широкополосных и сверхширокополосных антенн, перспективных для использования в современных комплексах радиоконтроля, занимались Г.В. Анцев, H.A. Арманд, Л.Ю. Астанин, A.B. Ашихмин, Л.Д. Бахрах, H.A. Бей, A.M. Бобрешов, А.П. Брызгалов, Д.И. Воскресенский, А.Ю. Гринев, В.И. Гусевский, Г.А. Ерохин, Е.Г. Зелкин, Н.В. Зернов, И.Я. Иммореев, А.Ф. Кардо-Сысосев, В.Я. Кислов, A.A. Костылев, В.Ф. Кравченко, А.П. Курочкин, A.B. Маторин, В.Н. Митрохин, Ю.Б. Нечаев, M.JI. Осипов, Ю.Г. Пастернак, В.А. Пермяков, Л.И. Пономарев, И.В. Попов, Д.М. Сазонов, В.А. Сарычев, Б.В. Сестрорецкий, В.Г. Соколов, В.Н. Скосырев, А.Д. Французов, А.Ф. Чаплин, В.В. Чапурский, В.А. Черепенин, С.Л. Чернышев, B.C. Черняк, А.Б. Шварцбург, Ю.В. Юханов, J.L. Beafore, J. Bergman, T. Carozzi, E. Durham, J.-P. Gouin, P. Crane, W.G. Guión, M.D. Fanton, A.J.T. Fry, S. Fujisawa, T. Fukagawa, O. Fumio, S.F. Gorman, G.K. Gothard, M. Göttl, A.E. Heatherwick, M. Hoshino, S.W. His., D.M. Janoschka, A.M. Jones, W.J. Kaminsk, R. Karlsson, Y. Kenichiro, D.D. King, T. Kishigami, G. Lackmeyer, J. Longyear, F.J. Malek, W.J. Mamak, M.I. Marks, A. Melconian, W. Mummert, S. Ortiz, E.L. Ostertag, Т.К.Overton, N.D. Paul, A.W. Peavy, N.E. Saucier, S.P. Saulnier, H.G. Schantz, E.D. Sharp, K.D. Scharp, T. Shirosaka, C.N. Smith, R.F. Solberg, W. Staniszewski, J.H. Steinkamp, R. Steven, D. Steward, K.A. Struckman, R.J. Timothy, T. Yoshikatu, Y. Yuda, J.H. Zablotney и др. /

A.C. Коновальчик, И.С. Кукес, Д.И. Леховицкий, Е.С. Макаров, В.Н. Манжос,

B.К. Мезин, И.Д. Меркуленко, Ю.Б. Нечаев, A.A. Поваляев, В.Ф. Писаренко,

C.Ю. Платонов, В.В. Сазонов, И.Н. Сащук, О.В. Смидович, B.C. Ульянов, С.Е. Фалькович, Ю.А. Федоркин, В.Р. Хачатуров, О.П. Черемисин, В.Н. Шевченко, В.В. Ширков, Я.Д. Ширман, A. Barabell, F. Belloni, J. Böhme, K.M. Buchley, M. Buhren, J.P. Burg, J. Capon, S. Chandran, C.D. Crews, B. Friedlander, P.J.D. Gething, A.B. Gershman, M. Haard, K.V.S. Hari, Y.F. Huans, P. Hyberg, D.H. Johnson, T. Kailath, M. Kavech, R.L. Kellogg, V. Koivunen, R. Kumaresan, Zhi-Quan Luo, E.E. Mack, X. Mestre, M.P. Moudi, A. Nehorai, B. Ottersten, M. Pesavento, U. Pillai, R. Poisel, B.D. Rao, D.P. Reilly, A. Richter, D.R. Rods, P. van Rooyen, P. Roux, R. Roy, T. Sarkar, R.O. Schmidt, V.C. Soon, P. Stoica, L. Swindlehurst, H.L. Van Trees, D.W. Tufts, E. Tuncer, M. Viberg, M. Wax, A. Weiss, G. Xu, I. Ziskind, M. Zolotowski и др.

Мировыми лидерами (как по качественному, так и по количественному критериям) в области разработки и производства аппаратно-программных комплексов радиоконтроля являются фирмы Rohde&Schwarz (Германия) и TCI (США). Их каталоги включают в себя обширный ассортимент, как полностью укомплектованных комплексов радиоконтроля (стационарных, мобильных, бортовых, портативных), так и отдельных устройств и систем приема и обработки радиосигналов, антенных устройств и систем для различных диапазонов, а также специального математического и программного обеспечения аппаратуры радиомониторинга и радиопеленгации.

Вместе с тем, в теории и технике приемных антенных систем, и в области разработки методов обработки принимаемых ими сигналов остается нерешенным ряд важных задач, связанных с: - разработкой методов проектирования сверхширокополосных антенн, на габаритные размеры которых накладываются жесткие ограничения, обладающих максимально возможной действующей длиной как в полосе их удовлетворительного согласования с фидерной линией, так и за нижней ее границей; - разработкой методов проектирования малогабаритных радиопеленгаторных антенных систем, функционирующих в KB, УКВ, СВЧ и КВЧ диапазонах волн, характеризующихся отсутствием «мертвой» зоной в зенитной области, позволяющих оценивать угловые координаты источников радиоизлучения с произвольной поляризацией; - разработкой методов проектирования «вложенных» друг в друга подрешеток, функционирующих в различных диапазонах волн; - разработкой методов и моделей аппроксимации поля вблизи антенных систем без использования какой-либо информации о геометрии и материальных свойствах корпуса их носителя (или опорной мачты), а также -свойств подстилающей поверхности; - разработкой методов проектирования сверхширокополосных антенн, в минимальной степени искажающих сверхширокополосные сигналы (в частности - сверхкороткие видеоимпульсы);

- совершенствованием методов и алгоритмов сверхразрешения источников радиоизлучения в пространственно-угловой области с точки зрения учета искажений структуры поля, вносимой антенной системой и ее носителем.

Обозначенные выше обстоятельства обуславливают актуальность темы настоящего исследования, выполненного в ходе ряда НИР и ОКР, проводимых в НПП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва), выполняемых в интересах государственных структур, обеспечивающих обороноспособность и безопасность страны.

Объектом исследования являются сверхширокополосные антенные системы для аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования.

Предметом исследования является подходы и методы создания сверхширокополосных антенных систем для аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования, учитывающие дифракционные искажения структуры измеряемого электромагнитного поля антенной решеткой и ее носителем (опорной мачтой, корпусом автомобиля и т.д.), использующие или не использующие априорную информацию о геометрии и материальных свойствах рассеивателей.

Целью диссертационной работы является разработка теории и методов проектирования сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования, основанных на учете дифракционных искажений измеряемого электромагнитного поля и использовании ряда подходов, позволяющих существенно уменьшить их габаритные размеры, расширить угловой сектор их функционирования, обеспечить возможность эффективного приема и оценки параметров радиоволн с произвольной поляризацией, а также - существенно повысить чувствительность приемных антенных систем и точность оценки угловых координат источников радиоизлучения.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- проведения анализа перспективных направлений развития теории и техники антенн, пригодных для использования в комплексах радиоконтроля стационарного и мобильного базирования, а также методов обработки принимаемых ими сигналов, позволяющих повысить разрешающую способность и точность пеленгования источников радиоизлучения;

- разработки и исследования методов и моделей аппроксимации пространственного распределения поля вблизи корпуса носителя антенной решетки, не требующих априорного использования информации о геометрии и материальных свойствах рассеивателей;

- исследования перспективных направлений улучшения технических характеристик мобильных и стационарных радиопеленгаторов, основанных на совершенствовании характеристик используемых антенных решеток;

- разработки и исследования радиопеленгаторных антенных решеток СВЧ диапазона волн, состоящих из сверхширокополосных направленных элементов, характеризующихся отсутствием фазового центра;

- разработки и исследования малогабаритных многодиапазонных антенных элементов, функционирующих в нескольких перекрывающихся или не перекрывающихся между собой сверхширокополосных диапазонах частот;

- разработки и исследования функционирования антенн комплексов радиоконтроля в режиме разрешения нескольких некоррелированных и коррелированных источников;

экспериментального исследования разработанных антенн и формулирования требований к параметрам приемной антенной системы радиопеленгаторного комплекса.

Методы исследования. При проведении исследований использовались классические методы анализа и синтеза антенн, вычислительные методы технической электродинамики, методы математического моделирования, стандартные методы экспериментальных измерений характеристик антенн.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработаны и исследованы методы и модели аппроксимации пространственного распределения электромагнитного поля внутри и вне контура, на котором лежат элементы радиопеленгаторной антенной решетки полноазимутального обзора пространства, применение которых не требует использования информации о геометрии и материальных свойствах корпуса носителя, опорной мачты и других близлежащих рассеивателей, в основе которых лежит использование теории аналитических функций комплексного переменного (интегралы Коши, ряды Лорана), метода вспомогательных источников поля, метода интеграла Кирхгофа, совокупность которых, наряду с обобщением результатов, полученных с помощью численного анализа и натурного эксперимента, составляет разработанную теорию «виртуальных» антенных решеток, использование которой позволяет существенно уменьшить влияние дифракционных искажений измеряемого поля на точность и разрешающую способность пеленгования;

- исследованы подходы и разработаны методы проектирования радиопеленгаторных антенных систем мобильного базирования, отличающиеся возможностью эффективного использования корпуса носителя для существенного повышения чувствительности радиопеленгаторных комплексов в КВ и УКВ диапазонах для волн с произвольным видом поляризации; разработан метод обработки принимаемых сигналов, отличающийся использованием опорных сигналов с выходов элементов антенной решетки, являющихся откликами на падающие волны с вертикальной и горизонтальной поляризацией, позволяющий оценивать угловые координаты источника радиоизлучения и вид поляризации волн;

разработан метод проектирования сверхширокополосной радиопеленгаторной кольцевой антенной решетки, отличающийся используемым способом запитки плоских электрических вибраторов с помощью расширяющейся щелевой структуры, параметры которой выбираются таким образом, чтобы в полосе частот функционирования вибратора потери на излучение в щелевой фидерной линии были незначительными, существенно увеличиваясь с ростом частоты и формируя игольчатую диаграмму направленности элемента в составе решетки с коэффициентом усиления более 10 дБ, что позволяет реализовать значения коэффициента частотного перекрытия, превышающие 100 при однозначном измерении пеленга источника радиоизлучения;

- разработаны методы проектирования радиопеленгаторных антенных решеток УКВ и СВЧ диапазонов волн, состоящих из сверхширокополосных направленных элементов, характеризующихся отсутствием фазового центра (ТЕМ- рупоры и антенны Вивальди), отличающиеся возможностью оптимизации характеристик симметричных и несимметричных элементов со стандартными номиналами входных сопротивлений 100 Ом и 50 Ом, соответственно, с помощью генетического алгоритма, и позволяющие создавать сверхширокополосные радиопеленгаторные антенные системы с горизонтальной, вертикальной, а также - с двумя ортогональными линейными поляризациями;

- исследован и апробирован подход к созданию сверхширокополосных антенных структур на основе вложенных друг в друга несимметричных ТЕМ-рупоров, характеризующихся возможностью функционирования в нескольких частотных диапазонах с коэффициентом перекрытия 3 и более каждый; при этом наличие внутри внешнего антенного устройства даже 4 антенных решеток практически не ухудшает его входные и направленные характеристики, в частности, коэффициент усиления внешнего ТЕМ- рупора уменьшается не более, чем на 1 дБ, а внешние антенные элементы практически не влияют на соответствующие характеристики внутренних элементов;

- разработана методика модификации алгоритмов сверхразрешения некоррелированных и коррелированных источников радиоизлучения, дающая возможность существенного повышения разрешающей способности и точности пеленгования комплексов радиоконтроля, и отличающаяся учетом взаимодействия элементов антенной решетки и других близлежащих рассеивателей, проводимым на основе использования опорного сигнала, сформированного с учетом строгой электродинамической модели антенной решетки, или формирования автокорреляционной матрицы принимаемых сигналов с учетом фазовых диаграмм направленности соответствующих элементов антенной решетки;

- разработан метод синтеза согласующего полоскового трансформатора для сверхширокополосной антенны, основанный на использовании эволюционирующего критерия, при котором порядок нормы усреднения, при вычислении значений целевой функции, увеличивался в ходе нахождения значений компонент вектора варьируемых параметров - значений ширины полосков, с целью перехода от выполнения критерия минимума среднеквадратического значения модуля коэффициента отражения к минимаксному критерию, использование которого, наряду с генетическим алгоритмом оптимизации и простой моделью стыка полосков разной ширины, позволяет гарантировать технологическую реализуемость устройства и существенно улучшить качество согласования комплексной нагрузки в сверхширокой полосе частот.

Практическая ценность работы заключается в повышении чувствительности, точности пеленгования и разрешающей способности по угловым координатам мобильных и стационарных комплексов радиоконтроля, выпускаемых НЛП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва), а также - в уменьшении числа литер и габаритных размеров их антенных систем.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты работы использованы в: НЛП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва), ФГУП «НКТБ «Феррит» (г. Воронеж), ГНИИИ проблем технической защиты информации ФСТЭК РФ (г. Воронеж), филиале ФГУП «Радиочастотный центр Центрального федерального округа» в Воронежской области. Ряд результатов внедрен в учебный процесс Воронежского института правительственной связи (филиал) академии ФСО РФ (г. Воронеж), а также - Воронежского института МВД РФ (г. Воронеж).

Основные положения, выносимые на защиту:

- теория «виртуальных» антенных решеток, представляющая собой совокупность предложенных методов и моделей аппроксимации поля вблизи рассеивателей с неизвестной формой и материальными свойствами (корпус мобильного или бортового носителя, опорная мачта) и результатов их исследования, применение которой позволяет, на основе вычисления значений поля в множестве точек, лежащих внутри и вне контура радиопеленгаторной антенной системы (иными словами - формирования «виртуальной» антенной решетки), существенно (до 2+4 раз) повысить точность пеленгования и разрешающую способность радиопеленгаторных комплексов;

- методы проектирования радиопеленгаторных антенных решеток мобильного базирования и метод обработки принимаемых сигналов, основанные на использовании несимметричных электрических вибраторов, представляющих собой вертикальные цилиндры, нагруженные на горизонтально-ориентированные пластины (имеющие форму круга или «флажков»), и формировании базы данных частотно-угловых зависимостей амплитуд и фаз опорных колебаний, наводимых волнами с ортогональными поляризациями, позволяющие, благодаря рациональному использованию токов, протекающих по корпусу носителя, существенно (на 5ч-10 дБ) повысить чувствительность радиопеленгаторного комплекса мобильного базирования, и дающие возможность оценки угловых координат источника радиоизлучения с точностью (1 +2)0, а также - вида поляризации принимаемых радиоволн;

- метод проектирования кольцевой радиопеленгаторной антенной решетки, основанный на построении ее элементов в виде плоских сверхширокополосных электрических вибраторов, запитываемых неоднородными щелевыми линиями с потерями на излучение, использование которого позволило разработать антенную решетку, функционирующую в полосе частот от 25 до 3000 МГц, соответствующую полосе функционирования двух-трех, расположенных друг над другом, антенных подрешеток с вибраторными элементами, позволяющий повысить чувствительность приемной антенной системы на значения, достигающие 10 дБ;

противоположные - как симметричные электрические вибраторы; комбинации вертикальных симметричных ТЕМ- рупоров и полосковой многолепестковой структуры, расположенной внутри рупорных элементов, несущественно искажающих направленные свойства и входные характеристики друг друга; применение которых дает возможность реализовать значения коэффициента усиления элемента в составе решетки от 4 до 16 дБ в полосе частот от 1.5 до 8.5 ГГц;

- подход к проектированию многодиапазонных радиопеленгаторных антенных структур, образованных вложенными друг в друга несимметричными ТЕМ- рупорами, основанный на незначительном возмущении структуры электромагнитного поля внутри внешнего антенного элемента помещенными внутрь его подобными ему излучателями меньшего размера, полоски которых ориентированы ортогонально силовым линиям электрической компоненты поля, позволяющий разрабатывать антенные системы полноазимутального обзора, функционирующие в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн, и реализовать значения коэффициента подобия вложенных элементов вплоть до 0.5 при изменении коэффициента усиления внешнего элемента, относительно уединенного аналога, не более 0.5 дБ в полосе частот с более, чем пятикратным перекрытием;

- методика повышения разрешающей способности и точности оценки угловых координат нескольких некоррелированных или коррелированных источников радиоизлучения в аппаратно-программных комплексах радиоконтроля, в которых реализованы методы пространственно-углового сверхразрешения, основанная на учете искажений структуры наблюдаемого поля антенной системой и ее носителем, путем формирования базы данных эталонных сигналов на выходах элементов антенной решетки, либо на основе использования модифицированной функциональной матрицы, элементы которой образованы на основе автокорреляционной матрицы принимаемых сигналов и комплексных диаграмм направленности вибраторов в составе решетки;

- метод синтеза полоскового трансформатора для согласования комплексной нагрузки в сверхширокой полосе частот, построенный на основе использования генетического алгоритма, модели скачка ширины полосковой линии и возрастающей, от первоначального значения 2, нормы усреднения значений модуля коэффициента отражения на его входе, позволяющий обеспечить существенно лучшее качество согласования ТЕМ- рупора с линзой в полосе частот от 1 до 18 ГГц, чем при использовании экспоненциального полоскового трансформатора.

«Физико-математическое моделирование систем» (г. Воронеж), 2009г.; семинаре по прикладным проблемам электродинамики Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (г. Москва), 2009 г., а также на ежегодно проводимых научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, студентов и аспирантов ГОУВПО «ВГТУ» (г. Воронеж), 2005-2011 гг., ГОУВПО «МГТУ им. Н.Э. Баумана» (г. Москва), 2011 г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы и содержатся в 77 печатных работах, в том числе: 56 статьях - в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов докторских диссертаций, 20 докладах на научно-технических конференциях и семинарах, а также - в 1 патенте РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежит: постановка решаемых задач; разработка и исследование методов и моделей аппроксимации поля внутри и вне контура расположения элементов антенной решетки, не требующих использования информации о геометрии и материальных свойствах корпуса ее носителя; разработка методов проектирования радиопеленгаторных антенных систем стационарного и мобильного базирования и перспективных сверхширокополосных антенных элементов с существенно улучшенными характеристиками; разработка методов реально-временной обработки сигналов, принимаемых радиопеленгаторными антенными системами стационарного и мобильного базирования, позволяющих существенно повысить точность пеленгования и разрешающую способность аппаратно-программных комплексов радиоконтроля, а также - получать оценку параметров, характеризующих вид поляризации принимаемых электромагнитных волн; участие в обсуждении полученных результатов; получение базы данных опорных сигналов с помощью численного моделирования разработанных антенных систем, проводимого в пространственно-временной области; участие в натурных исследованиях разработанных радиопеленгаторных антенных систем.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и 6 приложений. Работа содержит 425 страниц основного машинописного текста, 155 рисунков и 3 таблицы. Список литературы включает 348 наименований использованных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, изложена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проведен анализ перспективных направлений развития теории и техники антенн аппаратуры радиоконтроля стационарного и мобильного базирования. В его рамках выполнен аналитический обзор классических и новейших методов оценки угловых параметров источников радиоизлучения, проведен сравнительный анализ алгоритмов сверхразрешения источников радиоизлучения в пространственной области, а также проведен анализ современного состояния и перспектив развития теории и техники антенн, используемых в комплексах радиомониторинга и радиопеленгации.

Во второй главе разработаны и исследованы методы описания пространственного распределения поля вблизи корпуса носителя антенной решетки (АР), не требующие использования информации о его геометрии и материальных свойствах, и позволяющие, за счет использования пространственных отсчетов аппроксимированного поля, образующих «виртуальную» антенную решетку (ВАР), существенно повысить точность и разрешающую способность радиопеленгаторов мобильного (или бортового) базирования. Актуальность исследований обусловлена сложностью и высокой стоимостью процедуры калибровки приемной антенной системы, направленной на компенсацию дифракционных искажений измеряемого поля, вносимых корпусом носителя. Кроме того, в процессе эксплуатации аппаратуры, калибровка весьма быстро сбивается, вследствие вибрации, механических повреждений корпуса носителя, окисления соединений его составных частей; отметим также возможность неконтролируемого изменения геометрии рассеивателя из-за открытия дверей, люков и т.д.

Было выяснено, что эффективным способом формирования «виртуальной» антенной решетки является аналитическое продолжение поля, измеренного антенной системой, с помощью методов теории аналитических функций комплексного переменного г = х + ¡у, в частности - интеграла Коши или ряда Лорана. Данный подход применим лишь в случае достаточно малых электрических размеров области, в которой формируется «виртуальная» решетка.

На контуре эквидистантной кольцевой антенной решетки с радиусом Я, Ег- составляющая поля может быть описана, на основании измеренных значений поля и1,и2,из,...,им, с использованием следующего полинома:

ЛЧ1

иАР{г = Я • ехрМ)= ¿X, • ехр[г'(л - 1>/(А' +1)], (1)

п=1

коэффициенты которого находятся с помощью метода наименьших квадратов.

Используя интеграл Пуассона (частный случай интеграла Коши для контура в виде окружности), можно записать интегральное уравнение 1-го рода, связывающее поля на контурах «реальной» и «виртуальной» решеток:

1 г" г2 - Я2 иАР(г = Я• ехр[/^])= — ¡иВАР(г■ ехр[/>]) ---Ыу =

2 к- г -2гЯ-со$\у/-ср)+Я

1 1 2 _ р2 ^

2тг 0: }г- 2 гЯ ■ со ~(р)+Я1

решаемое с помощью метода коллокаций, после проведения процедуры регуляризации по Тихонову (или - использования метода ограниченной порчи).

Другой способ аппроксимации поля основан на разложении функции иАР{г) в кольце Я-3<г<Я + 3 (где 8 « Я ) в ряд Лорана:

М*)=£с4Г4, Г дас (3)

к=-со г (,

Далее, с помощью (3), находятся производные функции и^(г) в радиальных направлениях ди(<р,г)/дг, д2и(<р,г)/дг2, и т.д., и оцениваются значения функции иВАР(ср,Я + Ь) с помощью отрезка ряда Тейлора: и(<р,Я + Ь)*и(<р,Я)+1 ■ ди{(р,г)/8г + 0.5Ь2 • д2и((р,г)/дг2 +... (4)

Возможность формирования «виртуальных» решеток следует из леммы Лоренца, позволяющей, по известным касательным компонентам поля на замкнутой поверхности 5, вычислить все составляющие поля в ограниченном ею объеме V; при выводе леммы Лоренца не используются какие-либо данные о свойствах среды. Скалярным аналогом леммы Лоренца является выражение для интеграла Кирхгофа (3-я интегральная формула Грина), позволяющее вычислить поле в любой точке объема V, ограниченного замкнутой поверхностью 5, на которой известны значения поля и его нормальной производной. В работе показано, что можно перейти от исходной трехмерной задачи к эквивалентной двумерной задаче - задаче оценки значений поля на контуре £ по известным его значениям и(Рп) в нескольких точках N контура 1,рис. 1.

Рис.

На внешнем контуре / располагаются вспомогательные источники поля <Рт(Qi>4m)= ~(л -i/2)-H]0(k0rQА ), линейная комбинация которых (с неизвестными комплексными амплитудами Ug ) моделирует поле внутри контура у .

Задача формирования «виртуальной» антенной решетки сводится к решению следующей СЛАУ относительно величин XJq :

т=Л М Qn Qn

где: G(P„,2,.)=-(7T-;/2)-#j(Vp„,a.); Q/M; Я„ eL; qmey;I - число разбиений контура £,; А- длина элемента окружности £.

1. Антенная решетка на крыше автомобиля; поверхности и контуры

Так как функции (рт являются решениями уравнения Гельмгольца, уравнение (5) эквивалентно следующей СЛАУ:

ИК Й)ял {ич)т=иЧя', (иР)„ = £/,„;е1,...,Л\ (6)

Поля на плоских контурах Ь, £ и у (и(Р), ив(0) и ид(д), соответственно, определяемые рядами Фурье с коэффициентами ап, Ъп и сп) связаны между собой также следующими соотношениями:

«=-оо у «=-« п--^ у

'ЕЬ„ехр(т<р()=$ ^„ехр^пр^^Гд^г, = £ с„^хр(т(р))н1(к0гдс1)1уг

П-~00 у п=-00 Л=-<Ю у

Коэффициенты ап, Ьп и сп описывают функции, удовлетворяющие уравнению Гельмгольца, т.е., как минимум, дважды непрерывно дифференцируемые. С учетом теоремы Римана-Лебега, справедливы соотношения:

\ап\<Сх!п\ \Ъ„\<С2!п2, | с„\<С3/п\ (7)

где С,, С2 иС3 - некоторые постоянные величины.

Показано, что, при приближении полей на контурах I, £ и у с помощью конечного числа гармоник Фурье, справедливы следующие ограничения:

ап ехр(г'и^д )<С1/п2, Ьпехр(т<р4)<С2/п1, с„<С3/и2, (8)

<а1ехр(-у?1и), ^(ш^)//^,/^^ <а2ехр(-Р2п).

у у

Получены выражения для погрешностей описания поля на контурах Ь, % и у:

5иа<гс,

>, 5ис <2С3«2{1ь(ехр(-/?2))-Х

&е <2С3«,^2(ехр(-/?,))-! -Р(-"/|И) }•

«=11 и ]

Зависимости погрешностей описания поля на контурах «реальной» антенной решетки (<5ис/С3| (сплошные линии) и «виртуальной» решетки (¿>{/с/С31 (пунктирные линии) от числа учитываемых гармоник Фурье N приведены на рис. 2: а) - / =25 МГц; б) - / = 100 МГц.

„ гЕ(г,=Ъ ,г, лс г= ,, ч V IV, —10 , г . .

При « ('¿=0.5 м; 4=1.5м)и у 1 ( г =5 м) для уменьшения

погрешности экстраполяции поля на контуре «виртуальной» решетки до уровня погрешности описания поля на контуре АР, необходимо увеличить число используемых вспомогательных источников в 1.8 раза, см. рис. 2.

Рис. 3 дает представление о выигрыше в точности пеленгования, получаемым с использованием разработанного метода «виртуальных» решеток.

Также разработаны и исследованы методы синтеза «реальной» и «виртуальной» решеток, основанные на аппроксимации поля вблизи корпуса

ехр(~ Р2п)

(9)

носителя. Путем численного моделирования показана высокая степень инвариантности метода «виртуальной» антенной решетки к априорному знанию особенностей геометрии корпуса носителя аппаратуры радиопеленгования.

Рис. 2. Погрешности описания поля на контурах Ь и |

?£=0.5 м; 2)-ВАР, N=36, г==1.5 м, сформирована из 9 отсчетов поля, измеренных АР (1,3, ..., 17 элементы); 3)-ВАР, N=36, г?=1.5 м, сформирована из 18 отсчетов поля, измеренных АР

Приведены результаты, свидетельствующие о повышении точности пеленгования источников радиоизлучения в сверхширокой полосе частот, до 2+4 раз, полученные с использованием натурных измерений сигналов в полевых условиях с помощью радиопеленгатора, базирующегося на шасси микроавтобуса, разработанного и серийно выпускаемого НЛП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва).

В третьей главе проводилось исследование перспективных направлений совершенствования мобильных и стационарных радиопеленгаторов, основанных на совершенствовании характеристик используемых антенных решеток.

Сформулированы критерии структурного синтеза антенной системы:

минимизация взаимного влияния ijfjf'j =ji|?'jmin элементов 1 и 2,

функционирующих в режиме приема волн с вертикальной и горизонтальной поляризациями; минимизация суммарной длины фидерных линий ^Z, ^ —> mm;

равенство длин фидерных линий L, = i,j = 1 ,..,N; максимизация отношения эффективного объема V*' каждого элемента к геометрическому объему Уг4Р решетки: Киэ'/—»max; минимизация угла, в котором максимальный коэффициент усиления тах^) меньше заданного уровня (70: \max(Gt)<G0~^ т'п> обеспечение перекрытия диаграмм направленности элементов по уровню коэффициента усиления, не ниже минимально заданного Gn(*/N)>Gln.

Предложены следующие критерии параметрического синтеза АР: минимизация отклонения главного лепестка ДН ее элементов: |0тах -я72|—»min; минимизация уровня боковых и задних лепестков ДН:

^тах'Шд' /С' ™п > минимизация разницы коэффициентов усиления элементов, принимающих волны ортогональных поляризаций: Рты' " ™п' улучшение качества согласования СВЧ элементов:

КСВНк н> min.

Разработана антенная система мобильного радиопеленгатора с повышенным энергетическим потенциалом, обеспечиваемым, в низкочастотной области, благодаря эффективному использованию токов корпуса носителя (емкостной связи между гибридным элементом АР «несимметричный вибратор - кольцо» и боковыми стенками корпуса носителя), а в УКВ и СВЧ диапазонах волн - использованию направленных элементов; а также - обладающая возможностью приема волн с произвольной поляризацией, рис. 4.

Рис. 4. Варианты конструкции высокопотенциальной многодиапазонной мобильной радиопеленгаторной антенной системы

На рис. 5 отображены амплитуды напряжений, наведенных на сопротивлениях нагрузки #„=1000 Ом модифицированных элементов АР

(падает вертикально-поляризованная волна: <рИРИ=45°; вИРИ=90°-, корпус носителя (микроавтобус) характеризуется габаритными размерами 5x2x2 м3).

Рис. 5. Повышение действующей высоты модифицированных элементов антенной решетки с диаметром 1 м и высотой 0.15 м благодаря наличию диска

Учитывая различия в распределении токов по диску (рис. 6), оптимальным методом пеленгования волн с априорно неизвестной поляризацией является вычисление коэффициента взаимной корреляции между измеренным и"т' и опорным и°ппорнХ((р,д,Р) распределениями амплитуд:

I ¿с/г игрнХ{<р,вА

кг{<р,в,р) = -и 1 = —>тах(уаг: <р,в,р), (10)

V 1=1 п=1

где: N - число элементов антенной решетки; <ре[0;2л], #е[0;тг], /?е[0;я"]; и°п"ор"-х (<р,в,р) = вт(р)- и°ппорнмрт-М + сов(р) ■ и™"'(<Р,в\, и°ппорнжрт\ср,в) и и°ппор"'гор'{(р,в) - компоненты векторов опорных сигналов, соответствующих случаям вертикальной и горизонтальной поляризации падающей волны.

Предложенный метод пеленгования позволяет не только оценить, с высокой точностью, угловые координаты источников радиоизлучения, но и оценить параметры, характеризующие вид поляризации принимаемых волн.

Разработаны и исследованы антенные решетки, состоящие из симметричных электрических вибраторов, возбуждаемых с помощью неоднородных щелевых линий с потерями на излучение, рис. 7, а). Показано, что их использование позволяет сократить число литер антенной системы комплексов радиопеленгации, существенно уменьшить габаритные размеры антенной системы и повысить чувствительность аппаратуры в высокочастотной области, рис. 7, б).

а) б)

Рис. 6. Распределения токов по диску: а) - при падении вертикально-поляризованной волны; б) - горизонтальная поляризация падающей волны

г Одиночная "сплошная" гибридная антенна толщиной 20 ми

I -

Перфорированная гибридная антенна толщиной 20 мм

"Сплошная" гибридная антенна толщиной 20 мм в составе кольцевой антенной решетки нз 12 элементов

2.5 ГГц

а) б)

Рис. 7. АР из 12 гибридных элементов (а); коэффициент усиления одиночных элементов (длина - 465 мм; полный размах плеч - 640 мм; максимальная ширина щели - 250 мм) и элемента в составе решетки (б)

В четвертой главе проведены разработка и исследование радиопеленгаторных антенных решеток УКВ и СВЧ диапазонов волн, состоящих из направленных элементов. Разработана методика синтеза и анализа кольцевых радиопеленгаторных АР, состоящих из несимметричных ТЕМ- рупоров со средним входным сопротивлением 100 Ом, рис. 8, а) и 50 Ом, рис. 8, б).

Для упрощения параметрического синтеза уединенного ТЕМ- рупора со средним входным сопротивлением 50 Ом, была использована модель (рис. 9), основанная на учете лишь основной, ТЕМ- моды, существующей в ступенчатой несимметричной полосковой линии с ЯС- нагрузкой на ее конце, рис. 10-12.

а) б)

Рис. 8. Кольцевые АР из несимметричных ТЕМ- рупоров: а) - секторные элементы; б) - элементы, синтезированные с помощью генетического

алгоритма

Использовалась целевая функция, реализующая критерий минимизации среднеквадратического значения модуля коэффициента отражения на входе антенны (параметрами вариации являлись значения ширины рупора (см. рис. 12) на расстояниях от точек его запитки):

[м ^Т

^шш, (и)

\ т=\

где /т - значения частот рабочего диапазона А/ = [/тй ;/тах]-

Рис. 9. Модель нерегулярного несимметричного ТЕМ- рупора

Рис. 11. Оценка адекватности и области Рис. 12. Синтезированная форма лепестка применимости модели ТЕМ- рупора с высотой Я =45 мм

Частотные зависимости КСВН секторного и синтезированного ТЕМ-рупоров показаны на рис. 13. Степень взаимной связи синтезированных ТЕМ-рупоров в составе АР отображена на рис. 14. Направленные свойства одиночных элементов и в составе АР (рис. 8, б) иллюстрируются рис. 15.

Предложены варианты построения антенной системы для полноазимутального пеленгования источников радиоизлучения с произвольной поляризацией, основанные на размещении печатной антенной решетки,

; Секторный ТЕМ- рупор, волновое

сопротивление фидерной линии -100 Ом

Синтезированный ТЕМ-рупор, волновое ~~ /I V ! сопротивление фидерной линии - 50 Ом _ '{ \ { I

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 1 ГГц

Рис. 13. КСВН секторного и синтезированного ТЕМ- рупоров

Рис. 14. Коэффициенты взаимной связи синтезированных ТЕМ- рупоров в АР

соседние элементы которой образуют антенны Вивальди, на горизонтальной оси симметрии кольцевой АР, состоящей из симметричных ТЕМ- рупоров, рис. 16-18.

а) б)

Рис. 16. Антенные решетки для приема волн вертикальной и горизонтальной поляризации: а) - с совмещенными осями симметрии элементов ортогональной поляризации; б) - с разнесенными осями симметрии

Рис. 17. Взаимная связь элементов АР Рис. 18. Сдвиг фаз между соседними

рупорами для различных азимутов ИРИ

а) б)

Рис. 19. Сверхширокополосные антенны: а) - состоящие из несимметричных ТЕМ- рупоров с треугольными полосками (среднее значение входного сопротивления каждого элемента - 100 Ом); б) - состоящие из несимметричных ТЕМ- рупоров с экспоненциальной продольной зависимостью волнового сопротивления и средним входным сопротивлением 50 Ом

Предложены принципы построения антенных структур, образованных вложенными друг в друга несимметричными ТЕМ- рупорами, рис. 19. Показано, что на их основе могут быть созданы многодиапазонные радиопеленгаторные антенные системы, рис. 19, а).

Частотные зависимости КСВН и коэффициента усиления несимметричного рупора с длиной 200 мм, высотой 50.5 мм и шириной раскрыва 100 мм, а также его аналога, внутри которого расположены 12 подобных элементов, показаны на рис. 20.

Рис. 20. КСВН и коэффициенты усиления одиночного несимметричного ТЕМ- рупора (1) и его многодиапазонного аналога (2)

Также создан и исследован метод синтеза согласующего полоскового трансформатора для сверхширокополосной антенны СВЧ диапазона (рассмотрен пример конического ТЕМ- рупора с длиной 133 мм и диаметром раскрыва 120 мм, внутри которого помещена линза из фторопласта глубиной 64 мм, предназначенного для функционирования в полосе частот от 1 до 18 ГГц). Ее отличием является непосредственный выбор геометрических параметров ступенчатой полосковой линии с помощью генетического алгоритма (рис. 21) и отсутствие необходимости синтеза эквивалентной неоднородной линии передачи с волновым сопротивлением гв(1,со) и коэффициентом фазы /?(/,<и), что гарантирует ее реализуемость и повторяемость характеристик.

Рис. 21. Топология экспоненциального трансформатора (вверху) и трансформатора, синтезированного с помощью генетического алгоритма

(внизу)

На рис. 22 показаны частотные зависимости КСВН исследуемой антенны с экспоненциальным полосковым трансформатором длиной 150 мм, выполненным на подложке с ег = 2.5; антенны трансформатором,

синтезированным с помощью разработанной методики, и экспоненциального трансформатора, нагруженного на сопротивление 150 Ом (среднее входное сопротивление антенны).

4 ксвн

3.5

Экспоненциальный трансформатор, нагруженный на резистор 150 Ом

Исследуемая антенна с экспоненциальным трансформатором: переход от 150 Ом до 50 Ом

2.5

1.5

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 f, ГГц

Рис. 22. Анализ эффективности синтезированного полоскового трансформатора

В пятой главе исследовано функционирование антенн аппаратуры радиоконтроля в многосигнальном режиме. Показана возможность совершенствования алгоритмов сверхразрешения некоррелированных источников радиоизлучения путем учета искажений структуры измеряемого поля радиопеленгаторной антенной системой.

В разработанной модификации алгоритма MUSIC предложено использовать вместо автокорреляционной матрицы сигналов Хт, принимаемых

Рис. 23 иллюстрирует сохранение высокой разрешающей способности пеленгования, при использовании модифицированного алгоритма MUSIC, даже на частотах собственных резонансов антенной системы (число элементов - 9; диаметр решетки - 300 мм; полная длина вибратора - 150 мм; диаметр вибратора - 15 мм; зазор между точками запитки вибратора - 15 мм).

Частотные зависимости вычисленных пеленгов, полученные с помощью классического и модифицированного методов MUSIC, свидетельствуют о том, что последний позволяет снизить их СКО (а) более, чем в 2 раза, рис. 24.

Также исследован модифицированный алгоритм сверхразрешения коррелированных источников радиоизлучения с компенсацией погрешностей измерения параметров входных сигналов, вызванных дифракционными явлениями. Его отличием является использование опорных сигналов, сформированных с учетом дифракционных искажений наблюдаемой картины поля.

Модифицированный метод MUSIC (элементы AKM умножены на комплексно-сопряженные ДН соответствующих вибраторов)

Истинные азимуты источников радиоизлучения -10 и 70 градусов; частота - 450 МГц

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 (В,1

Рис. 23. Сохранение высокой разрешающей способности на резонансной частоте

9гт 80

-10

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 £ ГГц

Рис. 24. Сравнение точности пеленгования базового и предлагаемого методов

' Классический MUSIC М = 66.795°; а = 6.818°

TVT |

»■»■SF? ft MUSIC с модифицированной АКМ Ai = 67.654°; <7 = 3.255°

Л Классический MUSIC Ai = 14.308"; ст=7.706"

MUSIC с модифицированной АКМ М = 12.051 ; ег = 2.966

Рис. 25. Моделируемая антенная решетка

Результаты исследований базового и модифицированного алгоритмов показали, что последний позволяет разрешать источники вне зависимости от сдвига фаз между ними, в условиях сильных искажений наблюдаемого поля антенной системой, рис. 25 (число несимметричных вибраторов - 7; диаметр антенной решетки - 300 мм; длина плеч вибраторов - 150 мм). Снижение среднеквадратической ошибки пеленгования в полосе частот от 0.5 до 2 ГГц иллюстрирует нижеприведенная таблица.

Метод <71, ° о-2,° Сдвиг фаз,0

Базовый 2.9 5.37 0

Модифицированный 2 1.22 0

Базовый 3.83 2.34 45

Модифицированный 2.04 2.21 45

Базовый 3.67 2.81 90

Модифицированный 1.19 1.33 90

В шестой главе изложены результаты экспериментальных исследований разработанных антенн и сформулированы требования к параметрам приемной антенной системы радиопеленгаторного комплекса.

Исследованы характеристики модифицированной антенны Вивальди (рис. 26, а; рис. 27, а) и гибридного антенного элемента (рис. 26, б; рис. 27, б; рис. 28), представляющего собой сверхширокополосный симметричный электрический вибратор, запитываемый расширяющейся щелевой линией.

а) б)

Рис. 26. Макеты сверхширокополосных направленных антенных элементов

а)

Рис. 27. Расчетные (сплошные линии) и экспериментальные (пунктирные) частотные зависимости КСВН сверхширокополосных направленных элементов

100 200 300 400 500 600 700 800 900 f, МГц б)

Рис. 27. - продолжение

1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.31, ГГц

Рис. 28. Расчетная (антенна расположена в свободном пространстве) и экспериментальная (измерения проводились в условиях лаборатории, не являющейся безэховой камерой) зависимости коэффициента усиления гибридного элемента

На их основе созданы мобильная (рис. 29, а) и стационарная (рис. 29, б) радиопеленгаторные антенные решетки, позволяющие повысить чувствительность комплексов радиоконтроля на до 3-^10 дБ на частотах выше 300 МГц.

а) б)

Рис. 29. Макеты радиопеленгаторных АР с направленными элементами

Путем статистического моделирования показано, что при среднеквадратическом отклонении измерений амплитуд колебаний, равном 1 дБ и среднеквадратическом отклонении измерения фаз колебаний, равном 3°, максимальные погрешности измерения пеленга в полосе частот от 25 до 90 МГц не превышают 3+5°, а в полосе частот от 90 до 3000 МГц - 1+2°.

Полевые испытания макета антенной решетки с гибридными элементами (рис. 30) показали возможность повышения чувствительности радиопеленгаторного комплекса до 8-10 дБ в высокочастотной области диапазона от 25 до 3000 МГц, а также - однозначного пеленгования источников радиоизлучения с точностью не хуже 10 при использовании базы данных опорных сигналов, полученных при изменении азимутальной координаты ИРИ с шагом 10.

Была также исследована возможность пеленгования электромагнитных волн с априорно неизвестной поляризацией. Так, в одном из экспериментов силовые линии электрической компоненты поля были ориентированы под углами « = 45° и а =135° относительно горизонтальной линии, а в качестве векторного опорного сигнала использовались частотно-угловые зависимости амплитуд и фаз напряжений на выходах элементов антенной системы, измеренные при вертикальной поляризации падающей волны (в=90°). Было установлено, что в полосе частот от 0.2 до 3 ГГц типовое значение среднеквадратическом ошибки измерения пеленгов не превышало 10, а максимальное значение СКО было равным 2.10, рис. 31.

Объяснением возможности пеленгования волн с произвольной поляризацией является достаточно низкий уровень интенсивности приема кросс-поляризованных волн (с горизонтальной поляризацией): типичное значение уровня кросс-поляризации составляет -20 дБ; максимальное на превышает -15 дБ в полосе частот от 25 до 3000 МГц.

Рис. 30. Проведение исследований макета антенной системы с гибридными элементами в составе радиопеленгаторного аппаратно-программного комплекса производства НПП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва)

Рис. 31. Частотные зависимости СКО измеренных пеленгов: падающие ЭМВ со смешанной поляризацией (а = 45° и а-135°); опорные колебания измерены при вертикальной поляризации {а = 90°)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации разработаны теория и методы проектирования сверхширокополосных радиопеленгаторных антенных систем, базирующиеся на учете дифракционных искажений измеряемого электромагнитного поля, в явной форме - путем калибровки, или в неявной форме - с помощью формирования «виртуальных» антенных решеток, а также - на использовании ряда подходов, позволяющих существенно уменьшить их габаритные размеры, расширить угловой сектор их функционирования, обеспечить возможность эффективного приема и оценки параметров радиоволн с произвольной поляризацией, и существенно повысить чувствительность приемных антенных систем и точность оценки угловых координат источников радиоизлучения. Результаты исследований использованы при разработке аппаратуры радиоконтроля стационарного и мобильного базирования, выпускаемой НПП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва).

В диссертации получены следующие основные результаты.

1. На основе проведенного анализа достижений в области создания радиопеленгаторных антенных систем и устройств, а также - методов и алгоритмов реально-временной обработки принимаемых ими сигналов, выявлены наиболее значимые имеющиеся проблемы, поставлены основные задачи исследований и намечены перспективные пути их решения.

2. С использованием методов теории функций комплексного переменного и электродинамики, путем систематизации методов и моделей аппроксимации пространственного распределения поля вблизи корпуса носителя радиопеленгаторной антенной решетки вибраторного типа, не требующих использования информации о геометрии и материальных свойствах рассеивателей, и позволяющих, в (2+4) раза, повысить точность пеленгования и разрешающую способность комплексов радиоконтроля мобильного базирования, создана теория «виртуальных» антенных решеток.

3. Разработаны и исследованы методы проектирования радиопеленгаторных антенных решеток мобильного базирования, характеризующихся отсутствием «мертвой» зоны в зенитной области и метод обработки принимаемых сигналов, основанные на использовании несимметричных электрических вибраторов, представляющих собой вертикальные цилиндры, нагруженные на горизонтально-ориентированные пластины (имеющие форму круга или «флажков»), и формировании базы данных частотно-угловых зависимостей амплитуд и фаз опорных колебаний, наводимых волнами с ортогональными поляризациями, позволяющие, благодаря рациональному использованию токов, протекающих по корпусу носителя, существенно (на 5+10 дБ) повысить чувствительность радиопеленгаторного комплекса мобильного базирования, и дающие возможность оценки угловых координат источника радиоизлучения с точностью (1+2)0, а также - вида поляризации принимаемых радиоволн.

4. Разработан и исследован метод проектирования кольцевой радиопеленгаторной антенной решетки, основанный на построении ее элементов в виде плоских сверхширокополосных электрических вибраторов, запитываемых неоднородными щелевыми линиями с потерями на излучение, использование которого позволило разработать антенную решетку, функционирующую в полосе частот с коэффициентом перекрытия более 100, позволяющий повысить чувствительность приемной антенной системы на значения, достигающие 10 дБ.

5. Разработаны и исследованы методы проектирования кольцевых радиопеленгаторных антенных решеток, состоящих из: несимметричных ТЕМ-рупоров с входным сопротивлением 50 Ом, характеристики которых оптимизируются с генетического алгоритма; полосковых антенных элементов в печатном исполнении, соседние пары которых функционируют как антенны Вивальди, а противоположные - как симметричные электрические вибраторы; комбинации вертикальных симметричных ТЕМ- рупоров и полосковой многолепестковой структуры, расположенной внутри рупорных элементов, несущественно искажающих направленные свойства и входные характеристики друг друга; применение которых дает возможность реализовать значения коэффициента усиления элемента в составе решетки от 4 до 16 дБ в полосе частот от 1.5 до 8.5 ГГц.

6. Разработан и апробирован подход к проектированию многодиапазонных радиопеленгаторных антенных структур, образованных вложенными друг в друга несимметричными ТЕМ- рупорами, основанный на незначительном возмущении структуры электромагнитного поля внутри внешнего антенного элемента помещенными внутрь его подобными ему излучателями, а также - подрешетками меньшего размера, полоски элементов которых ориентированы ортогонально силовым линиям электрического поля, позволяющий разрабатывать антенные системы полноазимутального обзора, функционирующие в нескольких сверхширокополосных диапазонах волн, и реализовать значения коэффициента подобия вложенных элементов вплоть до 0.5 при изменении коэффициента усиления внешнего элемента, относительно уединенного аналога, не более 0.5 дБ в полосе частот с более, чем пятикратным перекрытием.

7. Предложена и апробирована методика существенного (более, чем в 2 раза) повышения разрешающей способности и точности оценки угловых координат нескольких некоррелированных или коррелированных источников радиоизлучения в аппаратно-программных комплексах радиоконтроля, в которых реализованы методы пространственно-углового сверхразрешения, основанная на учете искажений структуры наблюдаемого поля антенной системой и ее носителем, путем формирования базы данных эталонных сигналов на выходах элементов антенной решетки, либо на основе использования модифицированной функциональной матрицы, элементы которой образованы на основе автокорреляционной матрицы принимаемых сигналов и комплексных диаграмм направленности вибраторов в составе решетки.

8. Разработан и исследован метод синтеза полоскового трансформатора для согласования комплексной нагрузки в сверхширокой полосе частот,

реализованный на основе использования генетического алгоритма, упрощенной модели соединения отрезков полосковой линии различной ширины и увеличивающейся, от этапа к этапу оптимизации, нормы усреднения значений модуля коэффициента отражения на его входе, позволяющий существенно уменьшить максимальный и средний уровень коэффициента стоячей волны на входе конического ТЕМ- рупора с линзой, запитанного с помощью разработанного согласующего устройства, в полосе частот от 1 до 18 ГГц, относительно случая использования экспоненциального полоскового трансформатора.

9. Проведены экспериментальные исследования комплексов радиоконтроля, оснащенных разработанными антенными системами и специальным программным обеспечением, в котором реализованы методы и модели реально-временной обработки принимаемых сигналов, учитывающие дифракционные искажения измеряемого электромагнитного поля. Показано, что их использование позволяет: уменьшить число литер антенной системы; существенно повысить чувствительность комплексов в СВЧ диапазоне волн (до 3-И О дБ); существенно увеличить точность пеленгования (до 2-И раз).

Результаты работы изложены в 76 публикациях, из них по перечню ВАК РФ для публикации результатов докторских диссертаций - 56.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Использование интеграла Кирхгофа для формирования «виртуальной» антенной решетки вблизи произвольного рассеивателя II Антенны. 2009. № 8. С. 40-46.

2. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Аппроксимация компонент поля и тока внутри плоского замкнутого контура по их известным значениям на контуре с помощью интеграла Коши // Антенны. 2009. № 10. С. 510.

3. Исследование эффективности метода «виртуальной» антенной решетки при изменении геометрии корпуса носителя мобильного радиопеленгатора/A.B. Ашихмин [и др.] //Антенны. 2010. № 1(152). С. 49-54.

4. Исследование физико-математической модели, описывающей «виртуальную» антенную решетку, сформированную вблизи трехмерного рассеивателя / A.B. Ашихмин [и др.] // Антенны. 2010. № 6 (157). С. 43-59.

5. Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Метод восстановления электромагнитного поля на плоскости вблизи трехмерного рассеивателя // Антенны. 2007. № 7(122). С. 43-48.

6. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Метод синтеза «виртуальной» антенной решетки и исследование возможности ее использования для совершенствования характеристик мобильных и стационарных радиопеленгаторов // Антенны. 2008. № 10(137). С. 34-46.

7. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Методика повышения инструментальной точности мобильных радиопеленгаторов, основанная на оптимальном выборе координат элементов «виртуальной» антенной решетки // Антенны. 2009. № 9. С. 44-51.

8. Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Структура поля в области расположения кольцевой антенной решетки мобильного базирования //Антенны. 2007. № 1(116). С. 30-34.

9. Исследование возможности использования принципа фрактальности для построения многодиапазонных сверхширокополосных антенных структур на основе ТЕМ- рупоров, размещенных внутри друг друга / A.B. Ашихмин [и др.] // Антенны. 2008. № 2(129). С. 32-38.

10. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Амплитудно-фазовое пеленгование источников СВЧ- радиоизлучения с произвольной поляризацией с помощью кольцевой антенной решетки из ТЕМ- рупоров и антенн Вивальди // Антенны. 2008. № 3(130). С. 44-49.

11. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Проектирование антенных систем мобильных комплексов радиопеленгации //Антенны. 2008. №3(130). С. 50-59.

12. Рембовский Ю.А. Разработка и исследование антенной системы мобильного радиопеленгатора с повышенной чувствительностью и возможностью приема волн с произвольной поляризацией // Антенны. 2008. № 7-8(134-135). С. 16-27.

13. Использование электрических вибраторов, запитываемых щелевыми линиями, для повышения чувствительности и снижения числа литер приемной антенной системы / A.B. Ашихмин [и др.] // Антенны. 2008. № 7-8(134-135). С. 36-43.

14. Планарная антенная система для полноазимутального пеленгатора волн с горизонтальной поляризацией с возможностью формирования квазиигольчатых и квазитороидальных парциальных диаграмм направленности / A.B. Ашихмин [и др.] // Антенны. 2008. № 10(137). С. 47-51.

15. Рембовский Ю.А. Методика снижения систематической погрешности алгоритма сверхразрешения MUSIC на основе учета направленных свойств элементов антенной решетки //Антенны. 2008. № 7-8(134-135). С. 95-100.

16. Синтез полоскового согласующего трансформатора для сверхширокополосной СВЧ- антенны с помощью генетического алгоритма / A.B. Ашихмин [и др.] // Антенны. 2009. № 2. С. 41-46.

17. Использование регулярных и нерегулярных несимметричных ТЕМ-рупоров для построения радиопеленгаторных антенных решеток кругового обзора / A.B. Ашихмин [и др.] // Антенны. 2009. № 6. С. 48-54.

18. О возможности построения многодиапазонных антенных решеток, образованных вложенными несимметричными ТЕМ- рупорами / A.B. Ашихмин [и др.] // Антенны. 2009. № 11. С. 24-29.

19. Исследование кольцевой радиопеленгаторной антенной решетки, состоящей из экспоненциально расширяющихся щелевых элементов, нагруженных широкополосными электрическими вибраторами. / A.B. Ашихмин [и др.] // Антенны. 2010. № 6 (157). С. 60-66.

Подписано к печати 14.11.11. Заказ №780 Объем 2,0 печ.л. Тираж 100 экз. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5 (499) 263-62-01

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Рембовский, Юрий Анатольевич

Введение

1. Анализ перспективных направлений развития теории и техники антенн аппаратуры радиоконтроля стационарного и мобильного базирования

2. Разработка и исследование методов аппроксимации пространственного распределения поля вблизи корпуса носителя антенной решетки, не требующих априорного использования информации о геометрии и материальных свойствах рассеивателей

2.1. Исследование возможности использования аналитических функций комплексного переменного 2 для восстановления структуры поля, измеренного в конечном числе точек плоского контура вблизи рассеивателя

2.2. Исследование возможности описания пространственного распределения поля вблизи антенной системы мобильного радиопеленгатора с помощью ряда Лорана

2.3. Разработка и исследование метода учета влияния корпуса носителя на характеристики радиопеленгаторной антенной решетки, основанного на аппроксимации измеряемого поля плоскими или сферическими волнами фиксированных вспомогательных источников

2.4. Исследование возможности использования интеграла Кирхгофа для формирования «виртуальной» антенной решетки вблизи произвольного рассеивателя

2.5. Разработка и исследование метода синтеза радиопеленгаторной антенной решетки, основанного на аппроксимации поля вблизи корпуса мобильного носителя линейной комбинацией полей вспомогательных точечных источников

2.6. Разработка и исследование метода повышения инструментальной точности мобильных радиопеленгаторов, основанного на оптимальном выборе координат элементов «виртуальной» антенной решетки

2.7. Разработка и исследование метода снижения систематической погрешности радиопеленгаторов мобильного базирования, основанного на представлении рассеянного носителем поля системой «блуждающих» «блестящих» точек

2.8. Исследование эффективности метода «виртуальной» антенной решетки при изменении геометрии корпуса носителя мобильного радиопеленгатора

2.9. Исследование физико-математической модели, описывающей «виртуальную» антенную решетку, сформированную вблизи трехмерного рассеивателя

2.10. Выводы по главе 2 220 3. Исследование перспективных направлений улучшения технических характеристик мобильных и стационарных радиопеленгаторов, основанных на совершенствовании характеристик используемых антенных решеток

3.1. Исследование возможностей совершенствования точностных и энергетических характеристик мобильных комплексов радиоконтроля путем оптимизации структуры и параметров их антенных систем

3.2. Разработка и исследование антенной системы мобильного радиопеленгатора с повышенным энергетическим потенциалом и возможностью приема волн с произвольной поляризацией

3.3. Разработка и исследование антенных решеток, состоящих из симметричных электрических вибраторов, возбуждаемых с помощью неоднородных щелевых линий с потерями на излучение

3.4. Выводы по главе

4. Разработка и исследование радиопеленгаторных антенных решеток УКВ и СВЧ диапазонов волн, состоящих из направленных элементов

4.1. Синтез и анализ кольцевых радиопеленгаторных антенных решеток, состоящих из несимметричных ТЕМ- рупоров

4.2. Разработка и исследование сверхширокополосной антенной системы полноазимутального комплекса пеленгования источников радиоизлучения УКВ и СВЧ диапазонов волн с произвольной поляризацией

4.3. Исследование многолитерных излучающих структур, созданных на основе несимметричных ТЕМ- рупоров

4.4. Синтез и исследование согласующего полоскового трансформатора для сверхширокополосной антенны СВЧ диапазона с помощью использования генетического алгоритма

4.5. Выводы по главе

5. Исследование функционирования антенн аппаратуры радиоконтроля в многосигнальном режиме

5.1. Исследование возможностей совершенствования алгоритмов сверхразрешения некоррелированных источников радиоизлучения путем учета искажений структуры измеряемого поля радиопеленгаторной антенной системой

5.2. Исследование алгоритма сверхразрешения коррелированных источников радиоизлучения с компенсацией погрешностей измерения параметров входных сигналов, вызванных дифракционными явлениями

5.3. Выводы по главе 5 370 6. Экспериментальные исследования разработанных антенн и формулирование требований к параметрам приемной антенной системы радиопеленгаторного комплекса

Введение 2011 год, диссертация по радиотехнике и связи, Рембовский, Юрий Анатольевич

A.П. Курочкин, A.B. Маторин, В.Н. Митрохин, Ю.Б. Нечаев, M.JI. Осипов, Ю.Г. Пастернак, В.А. Пермяков, Л.И. Пономарев, И.В. Попов, Д.М. Сазонов,

B.А. Сарычев, Б.В. Сестрорецкий, В.Г. Соколов, В.Н. Скосырев, А.Д. Французов, А.Ф. Чаплин, В.В. Чапурский, В.А. Черепенин, C.JI. Чернышев, B.C. Черняк, А.Б. Шварцбург, Ю.В. Юханов, J.L. Beafore, J. Bergman, Т. Carozzi, Е. Durham, J.-P. Gouin, P. Crane, W.G. Guion, M.D. Fanton, A.J.T. Fry, S. Fujisawa, T. Fukagawa, O. Fumio, S.F. Gorman, G.K. Gothard, M. Göttl, A.E. Heatherwick, M. Hoshino, S.W. His., D.M. Janoschka, A.M. Jones, W.J. Kaminsk, R. Karlsson, Y. Kenichiro, D.D. King, T. Kishigami, G. Lackmeyer, J. Longyear, F.J. Malek, W.J. Mamak, M.I. Marks, A. Melconian, W. Mummert, S. Ortiz, E.L. Ostertag, T.K.Overton, N.D. Paul, A.W. Peavy, N.E. Saucier, S.P. Saulnier, H.G. Schantz, E.D. Sharp, K.D. Scharp, T. Shirosaka, C.N. Smith, R.F. Solberg, W. Staniszewski, J.H. Steinkamp, R. Steven, D. Steward, K.A. Struckman, R.J. Timothy, T. Yoshikatu, Y. Yuda, J.H. Zablotney и др.

Значительный вклад в разработку и исследование алгоритмов обработки сигналов, принимаемых антенными решетками, внесли Ю.И. Абрамович, O.E. Антонов, О.В. Белавин, В.И. Белов, Б.Ф. Бондаренко, В.А. Вентцель, А.Д. Виноградов, А.Б. Гершман, В.И. Глазьев, J1.C. Гуткин, В.П. Демин, В.П. Денисов, P.A. Зацерковский, Ю.В. Ильченко, В.В. Караваев, Л.И. Коновалов, A.C. Коно-вальчик, И.С. Кукес, Д.И. Леховицкий, Е.С. Макаров, В.Н. Манжос, В.К. Ме-зин, И.Д. Меркуленко, Ю.Б. Нечаев, A.A. Поваляев, В.Ф. Писаренко, С.Ю. Платонов, В.В. Сазонов, И.Н. Сащук, О.В. Смидович, B.C. Ульянов, С.Е. Фалько-вич, Ю.А. Федоркин, В.Р. Хачатуров, О.П. Черемисин, В.Н. Шевченко, В.В. Ширков, Я.Д. Ширман, А. Barabell, F. Belloni, J. Böhme, K.M. Buchley, M. Buhren, J.P. Burg, J. Capon, S. Chandran, C.D. Crews, B. Friedlander, P.J.D. Gething, A.B. Gershman, M. Haard, K.V.S. Hari, Y.F. Huans, P. Hyberg, D.H. Johnson, T. Kailath, M. Kavech, R.L. Kellogg, V. Koivunen, R. Kumaresan, Zhi-Quan Luo, E.E. Mack, X. Mestre, M.P. Moudi, A. Nehorai, B. Ottersten, M. Pesavento, U. Pillai, R. Poisel, B.D. Rao, D.P. Reilly, A. Richter, D.R. Rods, P. van Rooyen, P. Roux, R. Roy, T. Sarkar, R.O. Schmidt, V.C. Soon, P. Stoica, L. Swin-dlehurst, H.L. Van Trees, D.W. Tufts, E. Tuncer, M. Viberg, M. Wax, A. Weiss, G. Xu, I. Ziskind, M. Zolotowski и др.

США). Их каталоги включают в себя обширный ассортимент, как полностью укомплектованных комплексов радиоконтроля (стационарных, мобильных, бортовых, портативных), так и отдельных устройств и систем приема и обработки радиосигналов, антенных устройств и систем для различных диапазонов, а также специального математического и программного обеспечения аппаратуры радиомониторинга и радиопеленгации.

Вместе с тем, в теории и технике приемных антенных систем, и в области разработки методов обработки принимаемых ими сигналов остается нерешенным ряд важных задач, связанных с: - разработкой методов проектирования сверхширокополосных антенн, на габаритные размеры которых накладываются жесткие ограничения, обладающих максимально возможной действующей длиной как в полосе их удовлетворительного согласования с фидерной линией, так и за нижней ее границей; - разработкой методов проектирования малогабаритных радиопеленгаторных антенных систем, функционирующих в КВ, УКВ, СВЧ и КВЧ диапазонах волн, характеризующихся отсутствием «мертвой» зоной в зенитной области, позволяющих оценивать угловые координаты источников радиоизлучения с произвольной поляризацией; - разработкой методов проектирования «вложенных» друг в друга подрешеток, функционирующих в различных диапазонах волн; - разработкой методов и моделей аппроксимации поля вблизи антенных систем без использования какой-либо информации о геометрии и материальных свойствах корпуса их носителя (или опорной мачты), а также - свойств подстилающей поверхности; - разработкой методов проектирования сверхширокополосных антенн, в минимальной степени искажающих сверхширокополосные сигналы (в частности - сверхкороткие видеоимпульсы); - совершенствованием методов и алгоритмов сверхразрешения источников радиоизлучения в пространственно-угловой области с точки зрения учета искажений структуры поля, вносимой антенной системой и ее носителем.

Обозначенные выше обстоятельства обуславливают актуальность темы настоящего исследования, выполненного в ходе ряда НИР и ОКР, проводимых в НЛП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва), выполняемых в интересах государственных структур, обеспечивающих обороноспособность и безопасность страны.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- разработки и исследования радиопеленгаторных антенных решеток

СВЧ диапазона волн, состоящих из сверхширокополосных направленных элементов, характеризующихся отсутствием фазового центра;

- экспериментального исследования разработанных антенн и формулирования требований к параметрам приемной антенной системы радиопеленга-торного комплекса.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- исследованы подходы и разработаны методы проектирования радиопе-ленгаторных антенных систем мобильного базирования, отличающиеся возможностью эффективного использования корпуса носителя для существенного повышения чувствительности радиопеленгаторных комплексов в КВ и УКВ диапазонах для волн с произвольным видом поляризации; разработан метод обработки принимаемых сигналов, отличающийся использованием опорных сигналов с выходов элементов антенной решетки, являющихся откликами на падающие волны с вертикальной и горизонтальной поляризацией, позволяющий оценивать угловые координаты источника радиоизлучения и вид поляризации волн;

- разработан метод проектирования сверхширокополосной радиопелен-гаторной кольцевой антенной решетки, отличающийся используемым способом запитки плоских электрических вибраторов с помощью расширяющейся щелевой структуры, параметры которой выбираются таким образом, чтобы в полосе частот функционирования вибратора потери на излучение в щелевой фидерной линии были незначительными, существенно увеличиваясь с ростом частоты и формируя игольчатую диаграмму направленности элемента в составе решетки с коэффициентом усиления более 10 дБ, что позволяет реализовать значения коэффициента частотного перекрытия, превышающие 100 при однозначном измерении пеленга источника радиоизлучения;

- исследован и апробирован подход к созданию сверхширокополосных антенных структур на основе вложенных друг в друга несимметричных ТЕМ-рупоров, характеризующихся возможностью функционирования в нескольких частотных диапазонах с коэффициентом перекрытия 3 и более каждый; при этом наличие внутри внешнего антенного устройства даже 4 антенных решеток практически не ухудшает его входные и направленные характеристики, в частяется не более, ности, коэффициент усиления внешнего ТЕМ- рупора уменье яЮХ на соответчем на 1 дБ, а внешние антенные элементы практически не ствующие характеристики внутренних элементов;

- разработана методика модификации алгоритмов сверхР^Р6111 излучения, дающая коррелированных и коррелированных источников радиои^

- особности и точности возможность существенного повышения разрешающей спо^ учетом взаимодеи-пеленгования комплексов радиоконтроля, и отличающая^* з рассеивателей, проствия элементов антенной решетки и других близлежащ^ у водимым на основе использования опорного сигнала, сф°РмиР°Ва

- гпетки, ИЛИ формироватом строгой электродинамической модели антенной ре оттов с учетом фазовых ния автокорреляционной матрицы принимаемых сиги3-11 антенной решетки; диаграмм направленности соответствующих элементов а

X искового трансформатора

- разработан метод синтеза согласующего использовании эволюциодля сверхширокополоснои антенны, основанный на и«-11^ vcpeднeния, при вычисле-нирующего критерия, при котором порядок нормы м

- , ^опе нахождения значении нии значении целевой функции, увеличивался в чтений ширины полосков, с компонент вектора варьируемых параметров - значеии г целью перехода от выполнения критерия мини!У*Ума среднеквадр тчЛЯКСНОМУ критерию, исполь-значения модуля коэффициента отражения к мин^^'1^" 1 опалом оптимизации и простои зование которого, наряду с генетическим алгоритм0*1 ает гарантировать технологимоделью стыка полосков разной ширины, позволяв1 1 улучшить качество согласо-ческую реализуемость устройства и существен**0 У-"-? вания комплексной нагрузки в сверхширокой полосе частот. тт « ^^ается в повышении чувстви

Практическая ценность работы ттей способности по угловым ко-тельности, точности пеленгования и разрешаю^ ординатам мобильных и стационарных комп-Пексов радиоконтрол мых НПП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва), а хак>«е - в уменьшении числа литер и габаритных размеров их антенных систем. р - гч т-атгов работы. Основные результаты Реализация и внедрение рез^дьга^. и

- ->> Гг Москва) ФГУП «НКТБ «Ферработы использованы в: НПП ЗАО «ИРКОСЗ» (г- Москва;, ^ веской защиты информации ФСТЭК рит» (г. Воронеж), ГНИИИ проблем техни РФ (г. Воронеж), филиале ФГУП «Радиочастотный центр Центрального феде рального округа» в Воронежской области. Ряд результатов внедрен в учебный процесс Воронежского института правительственной связи (филиал) академии ФСО РФ (г. Воронеж), а также - Воронежского института МВД РФ (г. Воронеж).

Основные положения, выносимые на защиту;

- теория «виртуальных» антенных решеток, представляющая собой совокупность предложенных методов и моделей аппроксимации поля вблизи рас-сеивателей с неизвестной формой и материальными свойствами (корпус мобильного или бортового носителя, опорная мачта) и результатов их исследования, применение которой позволяет, на основе вычисления значений поля в множестве точек, лежащих внутри и вне контура радиопеленгаторной антенной системы (иными словами - формирования «виртуальной» антенной решетки), существенно (до 2-г4 раз) повысить точность пеленгования и разрешающую способность радиопеленгаторных комплексов;

- методы проектирования радиопеленгаторных антенных решеток мобильного базирования и метод обработки принимаемых сигналов, основанные на использовании несимметричных электрических вибраторов, представляющих собой вертикальные цилиндры, нагруженные на горизонтально-ориентированные пластины (имеющие форму круга или «флажков»), и формировании базы данных частотно-угловых зависимостей амплитуд и фаз опорных колебаний, наводимых волнами с ортогональными поляризациями, позволяющие, благодаря рациональному использованию токов, протекающих по корпусу носителя, существенно (на 5-И 0 дБ) повысить чувствительность радиопеленга-торного комплекса мобильного базирования, и дающие возможность оценки угловых координат источника радиоизлучения с точностью (1-5-2)°, а также - вида поляризации принимаемых радиоволн;

- методы проектирования кольцевых радиопеленгаторных антенных решеток, состоящих из: несимметричных ТЕМ- рупоров, характеристики которых оптимизируются с помощью процедуры, построенной на использовании генетического алгоритма и модели антенного устройства, основанной на подходах к анализу многокаскадного соединения четырехполюсников; полосковых антенных элементов в печатном исполнении, соседние пары которых функционируют как антенны Вивальди, а противоположные - как симметричные электрические вибраторы; комбинации вертикальных симметричных ТЕМ- рупоров и по-лосковой многолепестковой структуры, расположенной внутри рупорных элементов, несущественно искажающих направленные свойства и входные характеристики друг друга; применение которых дает возможность реализовать значения коэффициента усиления элемента в составе решетки от 4 до 16 дБ в полосе частот от 1.5 до 8.5 ГГц;

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на V Всероссийской НТК «Радиооптические технологии в приборостроении» (г. Сочи), 2007 г.; International joint conference on e-business and telecommunications (ICETE), (Barcelona), 2007 г.; 8 и 9 международной НТК «Кибернетика и высокие технологии XXI века» (г. Воронеж), 2007-2008 гг.; 13-17 международной НТК «Радиолокация, навигация, связь» (г. Воронеж), 2007-2011 гг.; III Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь» (г. Москва), 2009 г.; VI международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем» (г. Воронеж), 2009г.; семинаре по прикладным проблемам электродинамики Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (г. Москва), 2009 г., а также на ежегодно проводимых научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, студентов и аспирантов ГОУВПО «ВГТУ» (г. Воронеж), 2005-2011 гг., ГОУВПО «МГТУ им. Н.Э. Баумана» (г. Москва), 2011 г.

В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежит: постановка решаемых задач; разработка и исследование методов и моделей аппроксимации поля внутри и вне контура расположения элементов антенной решетки, не требующих использования информации о геометрии и материальных свойствах корпуса ее носителя; разработка методов проектирования радиопелен-гаторных антенных систем стационарного и мобильного базирования и перспективных сверхширокополосных антенных элементов с существенно улучшенными характеристиками; разработка методов реально-временной обработки сигналов, принимаемых радиопеленгаторными антенными системами стационарного и мобильного базирования, позволяющих существенно повысить точность пеленгования и разрешающую способность аппаратно-программных комплексов радиоконтроля, а также - получать оценку параметров, характеризующих вид поляризации принимаемых электромагнитных волн; участие в обсуждении полученных результатов; получение базы данных опорных сигналов с помощью численного моделирования разработанных антенных систем, проводимого в пространственно-временной области; участие в натурных исследованиях разработанных радиопе-ленгаторных антенных систем.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы и 6 приложений. Работа содержит 434 страниц основного машинописного текста, 155 рисунков и 3 таблицы. Список литературы включает 348 наименований использованных источников.

Заключение диссертация на тему "Теория и методы проектирования сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования"

390 Выводы

Обобщение результатов теоретического анализа разработанных и исследованных сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования, проводимого с использованием основных теоретических положений электродинамики, а также методов анализа и синтеза антенн, анализ результатов их численного моделирования, проводимого с использованием вычислительных методов технической электродинамики, а также методов математического моделирования, обработка данных натурных экспериментальных исследований, проводимых на основе использования стандартных методов экспериментальных измерений характеристик антенн, позволило сформулировать следующие выводы по работе в целом.

Создана теория «виртуальных» антенных решеток, представляющая собой совокупность предложенных подходов, методов и моделей аппроксимации поля вблизи рассеивателей с неизвестной формой и материальными свойствами (корпус мобильного или бортового носителя, опорная мачта) и результатов их исследования, применение которой позволяет, на основе вычисления значений поля в множестве точек, лежащих внутри и вне контура радиопеленгаторной антенной системы (иными словами - формирования «виртуальной» антенной решетки), существенно (до 2ч-4 раз) повысить точность и разрешающую способность радиопеленгаторных комплексов.

Предложен метод восстановления амплитудно-фазовой структуры электромагнитного поля, измеренного в конечном числе точек плоского контура, находящегося вблизи от трехмерного рассеивателя сложной геометрической формы. Метод основан на интерполяции скалярного поля на контуре и использовании интеграла Коши для восстановления значения аналитической функции внутри данного контура. Показано, что при увеличении радиуса «виртуальной» антенной решетки втрое, относительно физически существующей антенной системы (от 0.5 м до 1.5 м), и числа ее «элементов» с 12 до 36, в 3 раза увеличивается разрешающая способность по азимутальной угловой координате, а погрешность пеленгования на частоте наиболее интенсивного собственного резонанса (90 МГц) корпуса носителя (микроавтобуса) антенной системы снижается с 16° до 1°.

Предложен способ описания пространственного распределения электромагнитного поля вблизи кольцевой антенной решетки радиопеленгатора мобильного базирования, основанный на гипотезе возможности использования рядов Лорана для аппроксимации поля в кольце, внутри которого лежит контур, в конечном числе точек которого произведено измерение амплитуд и фаз наблюдаемого поля. На основе использования данных натурных измерений, проведенных с помощью АР с радиусом Я = 0.54 ми числом элементов N = 7, установленной на крыше микроавтобуса, и формирования «виртуальной» антенной решетки с радиусом г =1.24 ми числом аппроксимированных точечных отсчетов поля N=12, показано, что максимальная погрешность измерения пеленга источника радиоизлучения, усредненная по азимутальной координате, в полосе частот от 40 до 170 МГц, уменьшается более, чем в 2 раза.

Предложен и исследован метод описания электромагнитного поля вблизи месторасположения элементов вибраторной антенной решетки мобильного базирования, основанный на использовании разложения измеряемого поля по парциальным составляющим, представляющим собой совокупность плоских (или сферических) волн, каждая из которых распространяется вдоль линий, соединяющих вибраторы и фазовый центр решетки. Показано, что использование данного метода позволяет уменьшить максимальную погрешность пеленгования источников радиоизлучения с помощью семиэле-ментной АР мобильного базирования (7? = 0.54 м) в полосе частот от 40 до 190 МГц в 4 раза (от 20° до 5°) при формировании «виртуальной» АР с радиусом г = 1.2 м и числом элементов N = 7.

Показано, что формирование «виртуальных» антенных решеток, без использования какой-либо информации о геометрии и материальных свойствах корпуса носителя антенной системы, возможно с помощью традиционного аппарата электродинамики, в частности - интеграла Кирхгофа. В ходе полевых испытаний пеленгатора семейства АРК-МК1М (НИН ЗАО «ИРКОС», г. Москва) выяснено, что создание «виртуальной» антенной решетки, имеющей размеры, вдвое большие (диаметр 2.16 м), чем у реальной антенной системы (диаметр 1.08 м), имеющей также существенно большее число «элементов» - 36 вместо 7 элементов у физически существующей антенной решетки, позволяет в 2-^2.5 раза уменьшить максимальную погрешность пеленгования в полосе частот от 40 до 160 МГц. Особенно заметным является выигрыш в повышении инструментальной точности пеленгования в районе собственных резонансов корпуса носителя (частотный диапазон от 100 до 145 МГц).

Разработана методика синтеза радиопеленгаторной антенной решетки, расположенной на корпусе мобильного носителя и состоящей из электрических вибраторов, отличием которой является отсутствие необходимости использования информации о геометрии и материальных свойствах корпуса носителя. Методика основана на аппроксимации наблюдаемого поля линейной комбинацией полей вспомогательных точечных источников. Показано, что при использовании «реальной» семиэлементной антенной решетки эллиптической формы размерами 1.23x0.88 м2, установленной на крыше микроавтобуса, формирование «виртуальной» АР с размерами 2.38x2.38 м , снижает погрешность полноазимутального пеленгования в полосе частот от 25 до 150 МГц в 1.5 раза.

Разработан метод повышения инструментальной точности мобильных радиопеленгаторов, основанный на оптимальном выборе координат элементов «виртуальной» антенной решетки. Показано, что использование предложенного метода формирования «виртуальной» антенной решетки в пеленгаторах мобильного базирования позволяет уменьшить максимальную и среднюю погрешности пеленгования в полосе частот от 3 до 12 МГц более, чем вдвое.

Путем строгого численного моделирования показано, что описание поля, измеренного антенной системой мобильного радиопеленгатора, в виде линейной комбинации полей плоской электромагнитной волны и двух - четырех точечных источников, не «привязанных» к геометрии корпуса носителя, позволяет существенно (до 7 раз) повысить инструментальную точность пеленгования источников радиоизлучения в полосе частот с коэффициентом перекрытия около 3 (от 70 до 200 МГц). При этом не используется никакой информации о геометрии носителя, что является важным при использовании одной и той же антенной системы на различных носителях.

Путем численного моделирования показана высокая степень инвариантности метода «виртуальной» антенной решетки к априорному знанию особенностей геометрии корпуса носителя аппаратуры радиопеленгования. Выяснено, что наличие (или, наоборот - отсутствие) люка (размерами 680x350 мм ) в крыше корпуса носителя, расположенного непосредственно под радиопеленгаторной антенной решеткой радиусом 500 мм, а также люка смещенного на 1.5 м в сторону кормы автомобиля, не приводит к существенному снижению эффективности коррекции пеленга с помощью метода «виртуальной» антенной решетки (в вышеупомянутых случаях достигнуто снижение среднеквадратической погрешности пеленгования, соответственно, в 1.932, 1.709 и 1.948 раза).

Приведено физическое обоснование метода «виртуальной» антенной решетки, основанное на использовании электродинамического принципа эквивалентности источников полей. Получены выражения и численные соотношения для погрешностей описания поля на контурах физически существующей и «виртуальной» антенной решетки. Показано, что при отношении радиусов «виртуальной» и «реальной» антенной решеток r^/rL = 3, для уменьшения погрешности экстраполяции поля на контуре «виртуальной» решетки до уровня погрешности описания поля на контуре «реальной» антенной решетки, необходимо увеличить число используемых вспомогательных источников в 1.8 раза. Показано, что использование метода «виртуальной» антенной решетки (при ВАР из 36 «элементов» с радиусом 1.5 м и РАР из 18 элементов с радиусом 0.5 м) позволяет уменьшить среднеквадратиче-скую погрешность пеленгования в полосе частот от 25 до 175 МГц от 11.94° до 5.03°.

Проведено исследование перспективных направлений улучшения технических характеристик мобильных и стационарных радиопеленгаторов, основанных на совершенствовании характеристик используемых антенных решеток и их отдельных элементов.

Намечены перспективные пути снижения, до 2-4 раз, систематической погрешности пеленгования комплексов радиоконтроля мобильного базирования. Показана возможность использования корпуса носителя для повышения действующей длины установленных на нем антенн на 5-10 дБ. Найдены виды структур и сочетания параметров антенных решеток с повышенной устойчивостью к поляризационным искажениям, вызванным рассеянием волн на корпусе носителя.

Предложены варианты построения антенной системы радиопеленгатора мобильного базирования, функционирующего в режиме оценки угловых координат произвольно поляризованных источников радиоизлучения КВ, УКВ и СВЧ диапазонов. В каждом из диапазонов функционирования коэффициент усиления антенных элементов существенно выше, чем у полуволнового электрического вибратора; в КВ и УКВ диапазонах чувствительность радиопеленгатора существенно повышена путем увеличения действующей длины антенных элементов за счет полезного использования токов, наведенных принимаемой волной на корпусе носителя.

Показаны возможности уменьшения числа литер и существенного повышения чувствительности радиопеленгаторов (вплоть до 10 дБ, на верхних частотах УКВ диапазона) с антенными решетками, состоящими из симметричных вибраторов, запитываемых с помощью экспоненциально расширяющихся щелевых линий.

Разработаны и исследованы методы проектирования радиопеленга-торных антенных решеток УКВ и СВЧ диапазонов волн, состоящих из направленных элементов, характеризующихся отсутствием фазового центра.

Предложена простая модель несимметричного ТЕМ- рупора, позволившая, на основе использования генетического алгоритма, синтезировать кольцевую антенную решетку, состоящую из элементов со средним входным сопротивлением около 50 Ом. Проведено сравнение характеристик антенных элементов со средними входными сопротивлениями 100 Ом и 50 Ом, а также составленных из них кольцевых антенных решеток, обладающих коэффициентом усиления от 4 до 16 дБ в диапазоне частот от 1.5 до 8.5 ГГц. Показана возможность использования фазового метода пеленгования в кольцевых антенных решетках, составленных из элементов, не имеющих фазового центра.

Предложен критерий оптимизации параметров антенной системы, состоящей из нескольких антенных решеток, предназначенных для приема радиоволн с ортогональными поляризациями. Результаты моделирования антенной системы, состоящей из двух кольцевых антенных решеток, элементами которых являются антенны Вивальди и ТЕМ- рупоры, подтверждают возможность ее использования в полноазимутальных радиопеленгаторах источников СВЧ- излучения с произвольной поляризацией, функционирующих в полосе частот от 2 до 8.5 ГГц.

Предложен способ построения многодиапазонных антенных решеток, образованных вложенными друг в друга несимметричными ТЕМ- рупорами. Рассмотрены варианты конструкций решеток, элементы которых характеризуются средним входным сопротивлением 100 Ом и 50 Ом. Показано, что наличие внутренних антенных элементов несущественно изменяет входные характеристики и направленные свойства внешнего излучателя в сверхширокой полосе рабочих частот. В частности, в полосе частот от 1 до 3 ГГц значения коэффициента усиления уединенного ТЕМ- рупора, относительно его аналога, внутри которого расположены 12 подобных элементов двух меньших размеров, уменьшаются не более, чем на 1 дБ (длина внешнего элемента -200 мм; высота - 50.5 мм; ширина раскрыва - 100 мм; коэффициент подобия элементов двух соседних размеров составляет 0.25).

Показано, что использование генетического алгоритма для синтеза согласующего полоскового трансформатора сверхширокополосной СВЧ антенны позволяет уменьшить (по сравнению со случаем использования экспоненциального полоскового трансформатора эквивалентной длины) максимальный уровень КСВН в полосе частот от 1 до 18 ГГц с 3.75 до 2.6.

Проведены исследования функционирования антенных систем комплексов радиоконтроля в многосигнальном режиме.

На примере моделирования разрешения двух источников радиоизлучения с помощью алгоритма MUSIC с учетом искажений структуры измеряемого поля антенной решеткой, показана возможность снижения более, чем в 2 раза, систематической погрешности оценки угловых координат данных источников. Предложенная модификация алгоритма MUSIC также позволяет существенно повысить разрешающую способность по угловым координатам аппаратно-программных комплексов радиопеленгации.

Предложена модификация алгоритма сверхразрешения источников коррелированных радиосигналов, основанного на учёте и компенсации искажений измеренного электромагнитного поля, вызванных рассеянием принимаемых волн на антенных элементах и конструкции ее носителя. Путем математического моделирования показано, что использование предложенной модификации метода пеленгования многолучевых сигналов снижает средне-квадратическую ошибку пеленгования от 1.5 до 4 раз. Модифицированный алгоритм позволяет разрешать коррелированные источники радиоизлучения вне зависимости от сдвига фаз между ними в условиях сильных искажений наблюдаемого поля антенной системой.

Проведены экспериментальные исследования разработанных антенн и сформулированы требований к параметрам приемной антенной системы ра-диопеленгаторного комплекса.

Проведено исследование влияния неидентичности каналов радиочастотного тракта на точность оценки угловых координат источников радиоизлучения в полосе частот от 25 до 3000 МГц, позволившее установить границы допустимых погрешностей измерения амплитуд и фаз в многоканальной приемной системе «антенная решетка из направленных элементов, не имеющих фазового центра - высокочастотные усилители - высокочастотный коммутатор - двухканальный приемник». Показано, что при среднеквадратиче-ском отклонении измерений амплитуд колебаний, равном 1 дБ и среднеквад-ратическом отклонении измерения фаз колебаний, равном 30, максимальные погрешности измерения пеленга в полосе частот от 25 до 90 МГц не превышают 3-^50, а в полосе частот от 90 до 3000 МГц - 1^-20.

Сравнение экспериментальных и расчетных результатов исследования разработанных гибридных антенн показало, что максимальные отличия оценки коэффициента усиления составляют около 2 дБ. Частотные зависимости экспериментальных и расчетных коэффициентов усиления, а также - частотные зависимости коэффициента стоячей волны на входе гибридного антенного элемента характеризуются удовлетворительным совпадением.

Выяснено, что применение антенной решетки, состоящей из гибридных элементов, позволяет повысить чувствительность аппаратуры радиопеленгации диапазона 25-3000 МГц, производимой НПП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва), до 10 дБ в высокочастотной области ее функционирования, по сравнению со случаем использования антенной решетки, состоящей из симметричных электрических вибраторов.

Основным итогом работы в научном плане является разработка теории и методов проектирования сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования, основанных на учете дифракционных искажений измеряемого электромагнитного поля и использовании ряда подходов, позволяющих существенно уменьшить их габаритные размеры, расширить угловой сектор их функционирования, обеспечить возможность эффективного приема и оценки параметров радиоволн с произвольной поляризацией, а также - существенно повысить чувствительность приемных антенных систем и точность оценки угловых координат источников радиоизлучения.

На примере создания теории «виртуальных» антенных решеток и использования ее подходов и методов для повышения разрешающей способности и точности оценки угловых координат источников радиоизлучения показано, что неотъемлемой частью теории сверхширокополосных антенных систем аппаратуры радиопеленгации стационарного и мобильного базирования, наряду с методами анализа и синтеза антенных систем и устройств, являются специальные методы обработки принимаемых сигналов, построенные на использовании основных принципов, подходов и методов электродинамики, позволяющие аппроксимировать пространственное распределение электромагнитного поля вблизи антенной системы и ее носителя, а также других близлежащих рассеивателей, без использования информации об их геометрии и материальных свойствах.

Практическая ценность работы заключается в повышении чувствительности, точности пеленгования и разрешающей способности по угловым координатам мобильных и стационарных комплексов радиоконтроля, выпускаемых НПП ЗАО «ИРКОС» (г. Москва), а также - в уменьшении числа литер и габаритных размеров их антенных систем.

Заключение

В диссертации разработаны теория и методы проектирования сверхширокополосных радиопеленгаторных антенных систем, базирующиеся на учете дифракционных искажений измеряемого электромагнитного поля, в явной форме -путем калибровки, или в неявной форме - с помощью формирования «виртуальных» антенных решеток, а также - на использовании ряда подходов, позволяющих существенно уменьшить их габаритные размеры, расширить угловой сектор их функционирования, обеспечить возможность эффективного приема и оценки параметров радиоволн с произвольной поляризацией, и существенно повысить чувствительность приемных антенных систем и точность оценки угловых координат источников радиоизлучения. Результаты исследований использованы при разработке аппаратуры радиоконтроля стационарного и мобильного базирования, выпускаемой Hi Ш ЗАО «ИРКОС» (г. Москва).

В диссертации получены следующие основные результаты.

2. С использованием методов теории функций комплексного переменного и электродинамики, путем систематизации методов и моделей аппроксимации пространственного распределения поля вблизи корпуса носителя радиопе-ленгаторной антенной решетки вибраторного типа, не требующих использования информации о геометрии и материальных свойствах рассеивателей, и позволяющих, в (2-j-4) раза, повысить точность пеленгования и разрешающую способность комплексов радиоконтроля мобильного базирования, создана теория «виртуальных» антенных решеток.

3. Разработаны и исследованы методы проектирования радиопеленгаторных антенных решеток мобильного базирования, характеризующихся отсутствием «мертвой» зоны в зенитной области и метод обработки принимаемых сигналов, основанные на использовании несимметричных электрических вибраторов, представляющих собой вертикальные цилиндры, нагруженные на горизонтально-ориентированные пластины (имеющие форму круга или «флажков»), и формировании базы данных частотно-угловых зависимостей амплитуд и фаз опорных колебаний, наводимых волнами с ортогональными поляризациями, позволяющие, благодаря рациональному использованию токов, протекающих по корпусу носителя, существенно (на 5+10 дБ) повысить чувствительность радиопеленгаторного комплекса мобильного базирования, и дающие возможность оценки угловых координат источника радиоизлучения с точностью (1+2)°, а также - вида поляризации принимаемых радиоволн.

4. Разработан и исследован метод проектирования кольцевой радиопе-ленгаторной антенной решетки, основанный на построении ее элементов в виде плоских сверхширокополосных электрических вибраторов, запитываемых неоднородными щелевыми линиями с потерями на излучение, использование которого позволило разработать антенную решетку, функционирующую в полосе частот с коэффициентом перекрытия более 100, позволяющий повысить чувствительность приемной антенной системы на значения, достигающие 10 дБ.

5. Разработаны и исследованы методы проектирования кольцевых ра-диопеленгаторных антенных решеток, состоящих из: несимметричных ТЕМ-рупоров с входным сопротивлением 50 Ом, характеристики которых оптимизируются с генетического алгоритма; полосковых антенных элементов в печатном исполнении, соседние пары которых функционируют как антенны Вивальди, а противоположные - как симметричные электрические вибраторы; комбинации вертикальных симметричных ТЕМ- рупоров и полосковой многолепестковой структуры, расположенной внутри рупорных элементов, несущественно искажающих направленные свойства и входные характеристики друг друга; применение которых дает возможность реализовать значения коэффициента усиления элемента в составе решетки от 4 до 16 дБ в полосе частот от 1.5 до 8.5 ГГц.

6. Разработан и апробирован подход к проектированию многодиапазонных радиопеленгаторных антенных структур, образованных вложенными друг в друга несимметричными ТЕМ- рупорами, основанный на незначительном возмущении структуры электромагнитного поля внутри внешнего антенного элемента помещенными внутрь его подобными ему излучателями, а также -подрешетками меньшего размера, полоски элементов которых ориентированы ортогонально силовым линиям электрического поля, позволяющий разрабатывать антенные системы полноазимутального обзора, функционирующие в нескольких сверхширокополосных диапазонах волн, и реализовать значения коэффициента подобия вложенных элементов вплоть до 0.5 при изменении коэффициента усиления внешнего элемента, относительно уединенного аналога, не более 0.5 дБ в полосе частот с более, чем пятикратным перекрытием.

8. Разработан и исследован метод синтеза полоскового трансформатора для согласования комплексной нагрузки в сверхширокой полосе частот, реализованный на основе использования генетического алгоритма, упрощенной модели соединения отрезков полосковой линии различной ширины и увеличивающейся, от этапа к этапу оптимизации, нормы усреднения значений модуля коэффициента отражения на его входе, позволяющий существенно уменьшить максимальный и средний уровень коэффициента стоячей волны на входе конического ТЕМ- рупора с линзой, запитанного с помощью разработанного согласующего устройства, в полосе частот от 1 до 18 ГГц, относительно случая использования экспоненциального полоскового трансформатора.

9. Проведены экспериментальные исследования комплексов радиоконтроля, оснащенных разработанными антенными системами и специальным программным обеспечением, в котором реализованы методы и модели реально-временной обработки принимаемых сигналов, учитывающие дифракционные искажения измеряемого электромагнитного поля. Показано, что их использование позволяет: уменьшить число литер антенной системы; существенно повысить чувствительность комплексов в СВЧ диапазоне волн (до 3-г10 дБ); существенно увеличить точность пеленгования (до 2^-4 раз).

Библиография Рембовский, Юрий Анатольевич, диссертация по теме Антенны, СВЧ устройства и их технологии

1. Antenna engineering handbook / Ed. by J. L. Volakis New-York: Digital Engineering Library McGraw-Hill Companies, 2007. 1755 p.

2. Milligan T.A. Modern antenna design: second edition. New Jersey: IEEE Press, Wiley-Interscience, 2005. 614 p.

3. Handbook of antennas in wireless communications / Ed. by L. C. Godara. Boca Raton: CRC Press LLC, 2002. 889 p.

4. Виноградов А. Д., Литвинов Г. В. Оптимизация структуры малоэлементной антенной решетки широкополосного корреляционно-интерферометрического радиопеленгатора // Антенны. 2003. № 2. С. 32-36.

5. Дубровин А. В. Выбор оптимальной конфигурации антенной решетки, размещаемой на мачте, в мобильном комплексе пеленгования ОВЧ-УВЧ- диапазонов // Антенны. 2005. № 7-8. С. 49-52.

6. Виноградов А. Д. Оптимизация структур плоских эквидистантных кольцевых антенных решеток широкополосных фазочувствительных радиопеленгаторов с круговой зоной действия // Антенны. 2008. № 3. С. 5-16.

7. Сравнение разрешающей способности комбинированных пеленгаторов различного типа в приемных системах с неидентичными каналами / Д. И. Леховицкий и др. // Антенны. 2003. № 12. С. 9-15.

8. Нечаев Ю.Б., Зотов С.А., Макаров Е.С. Сверхразрешающие алгоритмы в задаче азимутальной радиопеленгации с использованием кольцевых антенных решеток // Антенны. 2007. № 7. С. 29-34.

9. Нечаев Ю.Б., Макаров Е.С. Радиопеленгация в KB- диапазоне с использованием линейных АР на основе сверхразрешающих алгоритмов обработки //Антенны. 2008. № 7-8. С. 111-121.

10. Козьмин В.А., Сладких В.А., Токарев А.Б. Различение источников радиоизлучения на основе данных панорамного пеленгования // Антенны. 2008. № 7-8. С. 92-94.

11. Ботов В.А., Кротков Д.В., Кренёв А.Н. Калибровка антенной решетки для пеленгатора с угловым разрешением коррелированных сигналов // Антенны. 2008. № 7-8. С. 87-91.

12. Нечаев Ю.Б., Зотов С.А. Проектирование современных быстродействующих радиопеленгаторов со сверхразрешением // Антенны. 2009. № 4. С. 7784.

13. Дятлов А.П., Дятлов П.А., Кульбикаян Б.Х. Широкополосный пеленгатор со сканирующей диаграммой направленности антенны //Антенны. 2003. № 6. С. 54-59.

14. Дятлов А.П., Дятлов П.А. Амплитудный пеленгатор с компенсацией боковых лепестков диаграммы направленности антенны // Антенны. 2005. № 9. С. 50-56.

15. Пеленгование сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты широкополосными системами радиомониторинга / А.Б.Токарев и др. // Антенны. 2008. № 7-8. С. 140-145.

16. Кирсанов Э.А., Сирота A.A. Адаптивная фильтрация параметров сигнала с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты по результатам панорамного обнаружения-пеленгования // Радиотехника. 2008. № 5. С. 84-90.

17. Кирсанов Э.А. Разделение смеси последовательностей радиосигналов с фиксированной и псевдослучайно перестраивающейся рабочей частотой при реализации схемы последовательно-параллельного приема // Радиотехника. 2009. № 5. С. 127-132.

18. Павлов B.C., Турнецкая E.JL, Турнецкий JI.C. Погрешности когерентного моноимпульсного измерителя угловой координаты в условиях интермодуляции локационных сигналов // Радиотехника. 2003. № 3. С. 50-53.

19. Лифшиц М.Ю. О фазовом соотношении суммарного и разностного сигналов пеленгационных антенн // Антенны. 2003. № 12. С. 28-32.

20. Определение радиолокационной системой с моноимпульсным пеленгатором угловых координат отдельных целей из состава группы / Н.Ю. Жибур-тович и др. // Радиотехника. 2005. № 6. С. 38-41.

21. Многофункциональные полотна антенных решеток / Д.И. Воскресенский и др. // Антенны. 2006. № 9. С. 5-23.

22. Князева Л.В., Артищев А.И. Математическое моделирование и оптимизация характеристик антенны и системы антенна-обтекатель // Антенны. 2006. № 11. С. 30-41.

23. Башлы П.Н. Минимизация среднеквадратической ошибки пеленгования моноимпульсной антенной решетки // Антенны. 2007. № 7. С. 23-28.

24. Попова О.Э., Разиньков С.Н. Отождествление угловых координат целей в системах активно-пассивной радиолокации //Антенны. 2008. № 1. С. 58-61.

25. Балюков В.М. Результаты исследования влияния согласования ан-тенно-фидерного тракта на точность пеленгования в четырехканальном моноимпульсном пеленгаторе // Антенны. 2008. № 3. С. 17-20.

26. Артемов M.JL, Афанасьев О.В., Дмитриев И.С. Параметры распределения ошибок пеленгования моноимпульсного двухканального пеленгатора в режиме обзора // Антенны. 2008. № 7-8. С. 79-81.

27. Карпухин В.И., Козлов C.B., Сергеев В.И. Пеленгационные и флук-туационные характеристики амплитудных суммарно-разностных измерителей угловых координат с пространственной компенсацией помех // Антенны. 2009. № 4. С. 59-66.

28. Баринов С.П., Ельцов О.Н. Точностные характеристики моноимпульсного пеленгатора PJ1C в условиях когерентных и некогерентных помех // Радиотехника. 2009. № 6. С. 48-51.

29. Карпухин В.П., Козлов C.B., Сергеев В.И. Особенности и характеристики моноимпульсных радиолокационных измерителей угловых координат с пространственной компенсацией помех // Радиотехника. 2009. № 6. С. 69-74.

30. Козлов C.B. Характеристики точности моноимпульсных радиолокационных измерителей угловых координат с пространственной компенсацией помех при наличии аппаратурных ошибок // Радиотехника. 2009. № 6. С. 75-78.

31. Нечаев Ю.Б., Винокурова H.H., Кузьменко Ю.В. Характеристики малобазовой пеленгационной антенной решетки на ограниченном экране // Антенны. 2005. № 7-8. С. 90-93.

32. Дубровин H.A. Применение высокочувствительных активных антеннв комплексах пеленгования КВ- диапазона // Антенны. 2008. № 3. С. 21-25.

33. Павлов В.А., Павлов C.B. Конструктивные особенности антенных систем для радиопеленгования источников радиоизлучений // Антенны. 2008. № 3. С. 26-31.

34. Структура и основные характеристики малогабаритной пеленгаци-онной рамочно-вибраторной антенной решетки коротковолнового диапазона / А.Д. Виноградов и др. // Антенны. 2008. № 1. С. 22-29.

35. Анализ широкополосности радиопеленгаторов ОВЧ-УВЧ диапазонов с малоэлементными кольцевыми антенными решетками / А.Д. Виноградов и др. // Антенны. 2008. № 7-8. С. 7-15.

36. Попова О.Э., Разиньков С.Н. Синтез сверхширокополосных пеленга-ционных решеток с нулями парциальных диаграмм направленности // Антенны. 2009. №4. С. 18-21.

37. Разиньков С.Н., Уфаев В.А. Исследование возможностей уменьшения систематических ошибок радиопеленгаторов при суммарно-разностной обработке сигналов // Радиотехника. 2004. № 11. С. 54-58.

38. Компенсация систематических ошибок радиопеленгования на основе нейросетевых алгоритмов обработки информации с обучением по данным натурного эксперимента / В.И.Афанасьев и др. // Антенны. 2005. № 4. С. 4146.

39. Виноградов А. Д., Михин А. Ю., Подшивалова Г. В. Исследование частотной зависимости предельной чувствительности радиопеленгаторов с малоэлементными кольцевыми антенными решетками // Антенны. 2007. № 3. С. 25-35.

40. Виноградов А.Д., Никонов В.Н. Способы уменьшения методических ошибок малобазовых радиопеленгаторов с трехэлементными эквидистантными кольцевыми антенными решетками // Антенны. 2007. № 3. С. 50-58.

41. Афанасьев В.И. Афанасьев О.В., Разиньков С.Н. Повышение точности оценки угловых координат источников радиоизлучения при амплитудно-фазовой корректировке сигналов в диапазоне рабочих частот пеленгатора // Антенны. 2008. № 3. С. 32-38.

42. Систематические ошибки мобильного радиопеленгатора с малогабаритной четырехэлементной рамочно-вибраторной антенной решеткой / А.Д. Виноградов и др. // Антенны. 2008. № 7-8. С. 28-35.

43. Кузьменко Ю.В., Нечаев Ю.Б. Антенно-фидерная система со стабильными характеристиками для мобильного KB- радиопеленга //Антенны. 2008. № 7-8. С. 48-51.

44. Уфаев В.А. Алгоритмы обработки сигналов приемной антенной решетки с учетом ее поля рассеяния // Антенны. 2008. № 7-8. С. 73-78.

45. Виноградов А.Д. Способы уменьшения методических ошибок широкополосных радиопеленгаторов с пятиэлементными эквидистантными кольцевыми антенными решетками // Антенны. 2009. № 4. С. 35-49.

46. Систематические ошибки радиопеленгаторов с широкодиапазонными трехэлементными эквидистантными кольцевыми антенными решетками из объемных вибраторных антенн / А.Д. Виноградов и др. // Антенны. 2009. № 4. С. 11-17.

47. Булычев Ю.Г., Шухардин А.Н. Идентификация параметров траектории цели на базе одноканального подвижного пеленгатора // Радиотехника. 2004. № 8. С. 3-7.

48. Дубровин A.B. Потенциальная точность измерения направления на излучатель для пеленгационных средств с кольцевыми антенными решетками // Антенны. 2006. № 2. С. 29-31.

49. Козьмин В.А., Савельев A.M., Уфаев В.А. Экспериментальная оценка параметров сигналов антенной решетки мобильного УКВ- пеленгатора // Антенны. 2007. № 4. С. 44-48.

50. Козьмин В.А. Савельев A.M. Уфаев В.А. Пространственно-временная обработка сигналов антенной решетки мобильного пеленгатора // Антенны. 2007. № 6. С. 15-18.

51. Ашихмин A.B., Козьмин В.А., Уфаев В.А. Применение пеленгатор-ных антенных решеток для измерения напряженности электромагнитного поля

52. Антенны. 2008. № 3. С. 39-43.

53. Виноградов А.Д., Дмитриев И.С. Потенциальная точность многоканального пеленгатора с антенной решеткой из ненаправленных невзаимодействующих антенных элементов // Антенны. 2008. № 3. С. 60-63.

54. Уфаев В.А., Разиньков С.Н., Чикин М.Г. Обнаружение и идентификация сигналов в панорамных фазометрических радиопеленгаторах // Антенны. 2008. № з. С. 64-68.

55. Уфаев В.А. Предельные погрешности пеленгования с применением кольцевых антенных решеток // Антенны. 2008. № 7-8. С. 82-86.

56. Возможности и ограничения использования прямого преобразования сигналов в качестве линейного тракта в радиопеленгаторах декаметрового диапазона волн / В.Н. Голубев и др. // Антенны. 2008. № 12. С. 55-59.

57. Козьмин В.А., Уфаев В.А. Оценка качества вычисления пеленгов в процессе пеленгования // Антенны. 2009. № 4. С. 71-76.

58. Мельников Ю.П., Попов С.В. Определение дальности при пеленговании объекта с частично известными параметрами движения // Радиотехника. 2003. №4. С. 71-77.

59. Радзиевский В.Г., Уфаев В.А. Первичная обработка сигналов в цифровых панорамных обнаружителях-пеленгаторах //Радиотехника. 2003. № 7. С. 26-31.

60. Уфаев В.А., Разиньков С.Н. Алгоритмы пеленгования радиосигналов по фазовым измерениям в кольцевых антенных решетках // Радиотехника. 2003. № 10. С. 78-81.

61. Динамический метод измерения пространственно-частотного распределения систематической ошибки пеленгования в ходе экспериментальных исследований радиопеленгационных систем / A.A. Сирота и др. // Радиотехника.2003. № 10. С. 82-86.

62. Техника пеленга зондирующих сверхширокополосных импульсов полностью неизвестной формой /С.С. Аджемов и др. //Радиотехника. 2004. № 5. С. 26-30.

63. Виноградов А.Д., Левашов П.А. Новые предельные ограничения на формы диаграмм направленности малобазовых фазо- и поляризационно-чувствительных радиопеленгаторов // Радиотехника. 2004. № 5. С. 77-82.

64. Сирота A.A., Афанасьев В.И., Никольский В.И. Методический подход к обработке результатов измерений в ходе натурных испытаний радиопе-ленгационных систем на основе использования процедур обнаружения "разладки" // Радиотехника. 2004. № 5. С. 83-86.

65. Виноградов А.Д., Левашов П.А. Поляризационно-чувствительный способ определения направления распространения земных и ионосферных радиоволн // Антенны. 2005. № 7-8. С. 94-98.

66. Ботов В.А., Журавлев В.Е., Кренев А.Н. Сравнительный анализ методов определения координат источников радиоизлучений //Радиотехника. 2006. № 2. С. 28-32.

67. Гладков В.Е., Пономарев A.B. Оптимизация маршрута носителя пе-ленгационного устройства, определяющего местоположение излучающей цели //Радиотехника. 2006. № 5-6. С. 109-112.

68. Гладков В.Е., Пономарев A.B. Оптимизация маршрута летательного аппарата носителя пеленгационного устройства, определяющего местоположение цели по ее угловым координатам // Радиотехника. 2006. № 11. С. 16-18.

69. Виноградов А.Д. Способы повышения основных показателей качества радиопеленгаторов с трехэлементными эквидистантными кольцевыми антенными решетками // Антенны. 2007. № 12. С. 41-52.

70. Варфоломеев И.С., Павлов В.А. Повышение точности радиопеленгования источников радиоизлучений в ближней зоне //Антенны. 2008. № 3. С. 69-71.

71. Способы радиопеленгования с использованием трехэлементныхэквидистантных кольцевых антенных решеток (обзор работ) / M.JI. Артемов и др. // Антенны. 2008. № 7-8. С. 60-72.

72. Вассенков А.В., Ражев А.Н., Скобелкин В.Н. Многоканальный фазовый метод пеленгования сигналов с распределенным спектром на плоских разреженных антенных решетках // Антенны. 2008. № 7-8. С. 157-163.

73. Артемов M.JL, Афанасьев О.В. Методика выбора полосы анализа приемного устройства аппаратуры радиопеленгации // Антенны. 2008. № 7-8. С. 146-147.

74. Уфаев В.А., Уфаев Д.В., Уфаев А.В. Способ двухмерного пеленгования // Антенны. 2009. № 4. С. 50-58.

75. Никольский В.И., Сирота А.А. Алгоритмы восстановления пространственно-частотного распределения систематической ошибки радиопеленгования в ходе натурных испытаний // Антенны. 2009. № 4. С. 4-10.

76. Виноградов А.Д. Корреляционно-фазовый способ радиопеленгования с использованием эквидистантных кольцевых антенных решеток // Антенны. 2009. № 4. С. 22-34.

77. TCI » Antenna Systems » Product Overview //www.tcibr.com: Официальная Веб-страница компании TCI URL. http://www.tcibr.com/antenna-systems.html (дата обращения 03.12.2010)

78. Макаров Е.С. Анализ углового сверхразрешения источников электромагнитного поля в многоканальных системах с малой апертурой: Дис. .канд. физ.-мат. наук. Воронеж, 2009. 164 с.

79. Макаров Е.С., Нечаев Ю.Б. Оценка точности пеленгования когерентных сигналов малоэлементными радиопеленгаторами // Теория и техника специальной радиосвязи. 2008. № 3. С. 42-50.

80. Зотов С.А., Макаров Е.С., Нечаев Ю.Б. Методы сверхразрешения в задачах радиопеленгации // Информационные процессы и технологии в обществе и экономике. 2006. № 3. С. 12-26.

81. Мюнье Ж., Делиль Ж.Ю. Пространственный анализ в пассивных локационных системах с помощью адаптивных методов // ТИИЭР. 1987. Т. 75, № 11. С.21-37.

82. Кейпон Дж., Гринфилд Р.Дж., Колкер Р.Дж. Обработка данных Большой сейсмической группы способом многомерного максимального правдоподобия // ТИИЭР. 1967. Т. 55, № 22. С.66-82.

83. Гейбриел У.Ф. Спектральный анализ и методы сверхразрешения с использованием адаптивных решеток // ТИИЭР. 1980. Т. 68, № 6. С.19-32.

84. Johnson D.H., DeGraaf S.R. Improving the resolution of bearing in passive sonar arrays // IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1982. Vol. 30. P. 638-647.

85. Johnson D.H., DeGraaf S.R. Improving the resolution of bearing in passive sonar arrays by eigenvalue analysis // IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1982. Vol. 29. P. 401-413.

86. Schmidt R. O. Multiple emitter location and signal parameter estimation // Proc. RADC Spectrum Estimation Workshop. Griffiths AFB, Rome(NY), 1979. P. 243-258.

87. Schmidt R. Multiple emitter location and signal parameter estimation // IEEE Trans. Antennas Propagation. 1986. Vol. 34, № 3. P. 276-280.

88. Добырн В.В., Немов А.В. Эффективность применения сверхразрешающих спектральных оценок в бортовых угломерных фазированных антенных решетках // Радиотехника. 1989. № 9. С.65-67.

89. Марпл-мл. C.JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990. 584 с.

90. Barabell A.J. Improving the resolution performance of eigenstructure-based direction-finding algorithms // Proc. IEEE ICAPSSR 83. Boston, 1983. P. 336339.

91. Paulraj A.A., Roy R., Kailath Т. Subspace Rotation Approach to Signal Parameter Estimation // Proceeding of the IEEE. 1986. Vol. 74(7). P. 1044-1045.

92. Кайлатх Т., Полрадж А., Рой P. Оценивание параметров сигнала методом поворота подпространств // ТИИЭР. 1986. Т. 74, № 7. С. 165-166.

93. Kailath Т., Roy R. ESPRIT estimation of signal parameters via rotational invariance techniques // IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1989. Vol. 37, № 7. P. 984-995.

94. Godara L.C. Smart Antennas. NY: CRC Press, 2004. 457 p.

95. Reddi S.S. Multiple source location a digital approach // IEEE Trans. Aerospace and Electron Syst. 1979. Vol. 15. P. 95-105.

96. Kailath Т., Wax M. Detection of signals by information theoretic criteria //IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1985. Vol. 33, № 2. P. 387-392.

97. Bai Z.D., Krishnaiah P.R., Zhao L.C. On the detection of number of signals in the presence of white noise // J. Multivariate Anal. 1986. Vol. 20 (1). P. 125.

98. Rissanen J. Modeling by the shortest data description // Automatica. 1978. Vol. 14. P. 465-471.

99. Ермолаев B.T., Мальцев A.A., Родюшкин K.B. Статистические характеристики критериев AIC и MDL в задаче оценки числа многомерных сигналов в случае короткой выборки //Изв. вузов. Радиофизика. 2001. № 12. С. 1062-1069.

100. Ермолаев В.Т., Родюшкин К.В. Функция распределения максимального собственного числа выборочной корреляционной матрицы собственного шума элементов антенной решетки //Изв. вузов. Радиофизика. 1999. № 5. С. 494-500.

101. Родюшкин К.В. Анализ статистических свойств максимального шумового собственного числа выборочной корреляционной матрицы антенной решетки при наличии сигнала //Изв. вузов. Радиофизика. 2001. № 1-2. С. 285-290.

102. Ermolaev V.T., Maltsev A.A., Rodushkin K.V. Detection characteristics of antenna array using the maximum eigenvalue of the sample correlation matrix as solving statistic // Proceedings of International Conference JINA98. Nice, 1998. P.331-341.

103. Мороз A.B., Есакова Н.Г. Анализ собственных значений выборочной корреляционной матрицы процесса из двух комплексных экспонент и аддитивного белого гауссовского шума // Радиотехника и электроника. 1990. № 5. С. 1014-1020.

104. Леховицкий Д.И., Милованов С.Б., Раков И.Д. Универсальные адаптивные решетчатые фильтры. Адаптация при заданном корне из оценочной корреляционной матрицы //Изв. вузов. Радиофизика. 1992. № 11-12. С. 969-991.

105. Джонсон Д.Х. Применение методов спектрального оценивания к задачам определения угловых координат источников излучения // ТИИЭР. 1982. Т. 70, №9. С.126-138.

106. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы: Учебное пособие для вузов 3-е изд., доп. и перераб. М.: БИНОМ, 2004. 636 с.

107. Леховицкий Д. И., Манжос В. Н., Ширман Я. Д. Некоторые этапы развития и проблемы теории и техники разрешения радиолокационных сигналов // Радиотехника. 1997. № 1. С. 31-42.

108. Kaveh М., Barabell A.J. The statistical performance of the MUSIC and the minimum-norm algorithms in resolving plane waves in noise // IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1986. Vol. 34. P.331-341.

109. Xu X.-L., Buckley K.M. Bias Analysis of the MUSIC location estimator // IEEE Transactions on Signal Processing. 1992. Vol. 40. P. 2559-2569.

110. Xu X.-L., Buckley K.M. Bias and variance of direction-of-arrival estimate from MUSIC, MIN-NORM, and FINE // IEEE Trans. Signal Process. 1994. Vol. 42. P. 1812-1816.

111. Xu X.-L., Buckley K.M. An analysis of beam-space source localization //IEEE Trans. Signal Process. 1993. Vol. 41. P. 501-504.

112. Nehorai A., Stoica P. Performance comparison of subspace rotation and

113. MUSIC methods for direction estimation // IEEE Trans, on Acoustics, Speech and Signal Processing. 1991. Vol.39, № 2. P. 446-453.

114. Rao B.D., Hari K.V.S. Performance Analysis of Root-Music //IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1985. Vol. 37, №12. P. 1939-1949.

115. Rao B.D., Hari K.V.S. Weighted subspace methods and spatial smoothing: analysis and comparison // IEEE Transaction. Signal Process. 1993. Vol. 41, № 2. P. 788-803.

116. Nehorai A., Stoica P. MUSIC, maximum likelihood, and Cramer-Rao bound // IEEE Trans, on Acoustics, Speech, and Signal Processing. 1989. Vol. 37. P. 720-741.

117. Nehorai A., Stoica P. MUSIC, maximum likelihood, and Cramer-Rao bound: further results and comparisons // IEEE Trans. Acoust. Speech Signal Process. 1990. Vol. 38. P. 2140-2150.

118. Hurt N.E. Maximum Likelihood Estimation and MUSIC in Array Localization Signal Processing: A Review // Multidimensional Systems and Signal Processing. 1990. Vol. 1. P. 279-325.

119. Nehorai A., Ottersten В., Viberg M. Performance analysis of direction finding with large arrays and finite data // IEEE Trans. Signal Process. 1995. Vol. 43. P. 469-477.

120. Черемисин О.П. Эффективность адаптивных методов пеленгации помех // Радиотехника и электроника. 1989. Вып. 9. С. 1850-1861.

121. Добырн В.В., Немов А.В. Эффективность применения сверхразрешающих спектральных оценок в бортовых угломерных фазированных антенных решетках // Радиотехника. 1999. № 9. С. 65-67.

122. Аджемов С.С., Бокк Г.О., Зайцев А.Г. Исследование алгоритмов сверхразрешения в адаптивных антенных решетках // Радиотехника. 2000. №11. С. 66-71.

123. Гершман А.Б., Ермолаев А.Т., Флаксман А.Г. Адаптивное разрешение некоррелированных источников по координате // Изв. вузов. Радиофизика. 1988. №8. С. 941-946.

124. Гершман А.Б., Ермолаев А.Т., Флаксман А.Г. Анализ сверхразрешения некоррелированных источников излучения в адаптивных антенных решетках // Изв. вузов. Радиофизика. 1988. № 11. С. 1674-1379.

125. Леховицкий Д.И., Атаманский Д.В., Кириллов И.Г. Разновидности сверхразрешающих анализаторов пространственно-временного спектра случайных сигналов на основе обеляющих адаптивных решетчатых фильтров // Антенны. 2000. № 2. С. 40-54.

126. Доросинский Л.Г. Выбор метода совместного измерения угловых координат нескольких источников излучения //Радиотехника. 1987. № 11. С. 43-45.

127. Черемисин О.П. Адаптивные алгоритмы обработки сигналов в многоканальных приемных системах с антенными решетками //Радиотехника и электроника. 2006. № 9. С. 1087-1098.

128. Черемисин О.П. Адаптивная пеленгация источников интенсивных сигналов в многоканальных системах //Радиотехника и электроника. 1992. № 12. С. 2199-2209.

129. Черемисин О.П. Адаптивное выделение сигналов на фоне интенсивных помех в многоканальных системах // Радиотехника и электроника. 1992. № 3. С. 449-458.

130. Ратынский М.В. Анализ характеристик алгоритмов пеленгации со сверхразрешением//Радиотехника. 1992. № 10-11. С. 63-66.

131. Rao B.D., Hari K.V.S. Performance analysis of ESPRIT and ТАМ in determining the direction of arrival of plane waves in noise // IEEE Trans. Acoust. Speech Signal Process. 1989. Vol. 37. P. 1990-1995.

132. Kailath T., Ottersten, В., Viberg M. Performance analysis of the total least squares ESPRIT algorithm //IEEE Trans. Signal Process. 1991. Vol. 39. P. 1122-1135.

133. Коновалов Л.И., Меркуленко И.Д. Определение угловых координат источников излучения с использованием плоской эквидистантной антенной решетки по методу максимального правдоподобия // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1988. Т. 31, № 1. с. 6-12 .

134. Бондаренко Б.Ф., Платонов С.Ю., Сащук И.Н. Разрешающая способность алгоритма MUSIC //Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2001. № 1. С. 5160.

135. Хачатуров В.Р., Федоркин Ю.А., Коновальчик А.С. Влияние случайных фазовых ошибок приемных каналов антенной решетки на качество разрешения источников внешнего излучения // Антенны. 2000. № 2. С.55-59.

136. Friedlander В. A sensitivity analysis of the MUSIC algorithm // IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing. 1990. Vol. 38, Issue 10. P. 1740-1751.

137. Li F., Vaccaro R.J. Sensitivity analysis of DOA estimation algorithms to sensor // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 1992. Vol. 28, Issue 3. P. 708 717.

138. Weiss A.J., Friedlander B. Effect of modeling errors on the resolution threshold of the MUSIC algorithm // IEEE Trans. Signal Process. 1994. Vol. 42. P. 1519-1526.

139. Huans Y.F., Soon V.C. An analysis of ESPRIT under random sensor uncertainties // IEEE Trans. Signal Process. 1992. Vol. 40. P. 2353-2358.

140. Способ пеленгования многолучевых сигналов: Пат. 2309422 С2 РФ: МПК G 01 S5/00 /В. Н. Шевченко, Н. М. Иванов, Ю. А. Звездина; заявл. 13.10.2005; опубл. 20.04.2007 // Изобретения. Полезные модели. 2007. Бюлл. №30.

141. Рейли Дж. П. Алгоритм оценивания направления прихода радиоволн с высоким разрешением в реальном времени // ТИИЭР. 1987. Т. 75, № 12. С. 166-168.

142. Моуди М. П. Разрешение когерентных источников при приеме сигналов круговой антенной решеткой // ТИИЭР. 1980. Т. 68, № 2. С. 94-95.

143. Kailath Т., Roy R. ESPRIT estimation of signal parameters via rotation invariance techniques // IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1989. Vol. 37, No 7. P. 984-985.

144. Akaike H. A new look at the statistical model identification // IEEE

145. Trans. Automat. Control. 1974. N 19. P716-723.

146. Ашихмин A.B. Проектирование и оптимизация сверхширокополосных антенных устройств и систем для аппаратуры радиоконтроля. М.: Радио и связь, 2005. 486 с.

147. Ашихмин А.В., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Амплитудно-фазовое пеленгование источников СВЧ- радиоизлучения с произвольной поляризацией с помощью кольцевой антенной решетки из ТЕМ- рупоров и антенн Вивальди // Антенны. 2008. № 3(130). С. 44-49.

148. Ашихмин А.В., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Теория «виртуальных» антенных решеток и ее применение для повышения точности пеленгования источников радиоизлучения // Радиолокация и радиосвязь: III Всероссийская НТК. Москва, 2009. Т. 1. С. 84-88.

149. Рембовский Ю.А. Разработка и исследование антенной системы мобильного радиопеленгатора с повышенной чувствительностью и возможностью приема волн с произвольной поляризацией // Антенны. 2008. № 7-8 (134135). С. 16-27.

150. Использование электрических вибраторов, запитываемых щелевыми линиями, для повышения чувствительности и снижения числа литер приемной антенной системы /А.В. Ашихмин и др. //Антенны. 2008. № 7-8(134-135). С. 36-43.

151. Broadband fan cone direction finding antenna and array: Patent 6198454 US, H01Q 013/00 / Eugene D. Sharp, Sandy W. Filed on 01.07.1998; Published on 14.01.1999.

152. Antenna system and method for direction finding: Patent 6239747 US, G01S 3/46 (20060101), G01S 3/02 (20060101), G01S 3/14 (20060101) / Walter Joseph Kaminski. Filed on 11.03.1999; Published on 29.05.2001.

153. Antenna system for radio direction-finding: Patent 6211846 US, H01Q001/12 / Jean-Pierre Gouin. Filed on 26.05.1999; Published on 03.04.2001.

154. Conformai, high-frequency, direction-finding antenna: Patent 6570543 US, H01Q 007/04 H01Q 001/52 / Ruell F. Solberg, Jr., Steven P. Saulnier, C. Nils Smith, William G. Guion. Filed on 13.11.2001; Published on 27.05.2003.

155. Deep depression angle calibration of airborne direction finding arrays: Patent 6806837 US, H01Q 128 / Norman D. Paul, Norman E. Saucier. Filed on 09.08.2002; Published on 19.10.2004.

156. Direction finder and device for processing measurement results for the same: Patent 6278406 US, G01S 005/02 / Kuwahara, Yoshihiko. Filed on 23.03.1999; Published on 21.08.2001.

157. Direction finding method and system using digital directional correlators: Patent 6914559 US, G01S005/02 / Maury I. Marks. Filed on 22.09.2003; Published on 05.07.2005.

158. Direction finding system: Patent 5822050 US, G01B 011/26 / Ohtomo Fumio, Tokuda Yoshikatu, Yoshino Kenichiro. Filed on 18.01.1984; Published on 23.08.1998.

159. Direction finding system using body-worn antenna: Patent 6771224 US, H01Q 112 / Apostolos John T. Filed on 03.07.2002; Published on 03.08.2004.

160. Direct sequence spread spectrum direction finder: Patent 5465097 US, G01S 005/04 / Fry, Robert J. Filed on 04.05.1994; Published on 07.11.1995.

161. Dual polarization antenna array with inter-element coupling and associated methods: Patent 7221322 US, H01Q 1/38 / Timothy E. Durham, Anthony M. Jones,Griffin K. Gothard, Sean Ortiz. Filed on 14.12.2005; Published on 22.05.2007.

162. Electronically scanning direction finding antenna system: Patent 6987489 US, H01Q 13/00, H01Q 19/17 / Arsen Melconian, David Steward, Gregory Lackmeyer, John Longyear, Paul Crane. Filed on 15.05.2004; Published on 17. 01.2006.

163. Method and apparatus for loop direction finding with no ambiguity: Patent 4724442 US, G01S 3/14 (20060101), G01S 3/40 (20060101), G01S 3/02 (20060101), G01S 3/12 (20060101) / Dennis D. King. Filed on 29.05.1986; Published on 09.02.1988.

164. Method and device for co-operative radio direction-finding in transmission: Patent 6693591 US, G01S 3/74 (20060101), G01S 3/02 (20060101) / Anne Ferreol, Fran.cedilla.ois Delaveau. Filed on 05.09.2002; Published on 17.02.2004.

165. Method and system for obtaining direction of an electromagnetic wave: Patent 6407702 US, G01S 003/46 / Jan Bergman, Tobia Carozzi, Roger Karlsson. Filed on 26.02.2001; Published on 18.06.2002.

166. Near field to far field DF antenna array calibration technique: Patent 7119739 US, G01S 7/40, H01Q 3/26 / Keith A. Struckman. Filed on 17.09.2003; Published on 10.10.2006.

167. Radio-wave arrival-direction estimating apparatus and directional variable transceiver: Patent 6897807 US, G01S005/02 /Takaaki Kishigami, Takashi Fukagawa, Yasuaki Yuda, Masayuki Hoshino. Filed on 05.04.2004; Published on 24.05.2005.

168. Анализ перспективных направлений развития методов оценки угловых координат источников радиоизлучения / А.В. Ашихмин и др. // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т. 5, № 9. С. 47-55.

169. Friedlander В. Direction finding using an interpolated array // Proc. IEEE Int. Conf. Acoustics, Speech, Signal Processing. Albuquerque, New Mexico, 1990. P. 2951-2954.

170. Pesavento M., Gershman А. В., Zhi-Quan Luo. Robust array interpolation using second-order cone programming // IEEE Signal Processing Letters. 2002. Vol. 9, № l.P. 8-11.

171. Hyberg P. Antenna Array Mapping for DO A Estimation in Radio Signal Reconnaissance: PhD thesis. Stockholm (Sweden): Royal Institute of Technology (KTH). 2005. 266 p.

172. Belloni F., Richter A., Koivunen V. Reducing Excess Variance in Beamspace Methods for Uniform Circular Array // Proceedings of the IEEE Workshop on Statistical Signal Processing (SSP). Bordeaux (France), 2005. P. 17-20.

173. Belloni F., Koivunen V. Beamspace Transform for UCA: Error Analysis and Bias Reduction // IEEE Transactions on Signal Processing. 2006. Vol. 54, № 8. P. 3078-3089.

174. Belloni F., Richter A., Koivunen V. DOA Estimation via Manifold Separation for Arbitrary Array Structures // IEEE Trans. Signal Processing. 2007. Vol. 55, № io. P. 4800-4810.

175. Chandran S. Advances in Direction-of-Arrival Estimation. Norwood: ARTECH HOUSE, 2006. 474 p.

176. Tuncer E., Friedlander B. Classical and Modern Direction-of-Arrival Estimation. New York (USA): AP, 2009. 429 p.

177. Antenna Array Including Virtual Antenna. Patent 7,605,755B2 US / van Rooyen, P. Roux. Filed on 11.12.2008; Published on 20.10.2009.

178. Глазьев В.И., Зацерковский P.А., Смидович O.B. Метод фантомов в теории антенных решеток //Консонанс-2003: Материалы международного акустического симпозиума. Киев, 2003. С. 67-72.

179. Обзор принципов построения, возможностей и эффективности программных средств численного электродинамического моделирования / А. В. Ашихмин и др. // Антенны. 2007. № 3(118). С. 64-80.

180. Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Структура поля в области расположения кольцевой антенной решетки мобильного базирования // Антенны. 2007. № 1(116). С. 30-34.

181. Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Метод восстановления электромагнитного поля на плоскости вблизи трехмерного рассеивателя // Антенны. 2007. №7(122). С. 43-48.

182. Иванов A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Исследование метода компенсации систематической погрешности пеленгования источников радиоизлучения, основанного на использовании свойств интеграла Коши // Телекоммуникации. 2007. № 8. С. 36-39.

183. Использование степенных рядов для формирования «виртуальных» антенных решеток вблизи рассеивателей сложной формы / A.B. Ашихмин и др. //Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т. 5, № 8. С. 166-170.

184. Методика синтеза радиопеленгаторной антенной решетки на корпусе мобильного носителя / A.B. Ашихмин и др. // Радиолокация и связь. 2009. № 8. С. 18-23.

185. Application of Cauchy integral to approximate the field components and current in metal&dielectric polygons / A.V. Ashikhmin and others. // International joint conference on e-business and telecommunications (ICETE). Barcelona (Spain), 2007. P. 71.

186. Ашихмин А.В., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Теория «виртуальных» антенных решеток и ее применение для повышения точности пеленгования источников радиоизлучения // Радиолокация и радиосвязь: III Всероссийская конференция. М., 2009. С. 90-94.

187. Никольский В. В., Никольская Т. И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989. 453 с.

188. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973. 832 с.

189. Demmel F. Short wave direction finding on ships // News of Rohde & Schwarz. 1999. № 162. P 29-30.

190. Привалов И.И. Введение в теорию функций комплексного переменного. М.: Наука, 1984. 432 с.

191. Weiland Т. A discretization method for the solution of Maxwell's equations for six-component fields //Electronics and Communication. 1977. Vol. 31. P. 116-120.

192. Шестопалов В.П. Метод задачи Римана-Гильберта в теории дифракции и распространения электромагнитных волн. Харьков: Изд-во Харьков, ун-та, 1971. 400 с.

193. Крылов В. И., Бобков В. В., Монастырский П. И. Вычислительные методы: В 2-х ч. М.: Наука, 1976. 4.1. 392 е.; 1977. 4.2. 399 с.

194. Вычислительные методы в электродинамике / Под ред. Р. Миттры. М.: Мир, 1977. 485 с.

195. Васильев Е.Н. Возбуждение тел вращения. М.: Радио и связь, 1987.272 с.

196. Миттра Р., Ли С. Аналитические методы в теории волноводов. М.: Мир, 1974. 327 с.

197. Ашихмин А.В., Козьмин В.А., Рембовский A.M. Наземные мобильные комплексы радиоконтроля и пеленгования // Специальная техника. 2002. Спецвыпуск. С. 30-40.

198. Марков Г.Т., Петров Б.М., Грудинская Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Советское Радио, 1979. 374 с.

199. Компенсация систематических ошибок радиопеленгования на основе нейросетевых алгоритмов обработки информации с обучением по данным натурного эксперимента / В. И. Афанасьев и др. //Антенны. 2005. № 4(95), С. 41-46.

200. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1988.432 с.

201. Уфимцев П.Я. Метод краевых волн в физической теории дифракции. М.: Советское радио, 1962. 244 с.

202. Haupt R.L. Tinned arrays using genetic algorithms // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1994. Vol. 42, № 6. P. 993-999.

203. Haupt R.L. Phase-only adaptive nulling with a genetic algorithm // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1997. Vol. 45, № 6. P. 1009-1014.

204. Курейчик B.M. Генетические алгоритмы. Состояние. Проблемы. Перспективы // Теория и системы управления. 1999. № 1. С. 144-160.

205. Алексидзе М.А. Фундаментальные функции в приближенных решениях граничных задач. М.: Наука, 1991. 352 с.

206. Бахвалов Ю.А., Князев С.Ю., Щербаков A.A. Математическое моделирование физических полей методом точечных источников // Известия РАН. Серия физическая. 2008. Т. 72, № 9. с. 1259-1261.

207. Коротковолновые антенны / Под ред. Г.З. Айзенберга. М.: Радио и Связь, 1985. 536 с.

208. Моделирование малогабаритных сверхширокополосных антенн / Под ред. В.Б. Авдеева и A.B. Ашихмина. Воронеж: ВГУ, 2005. 223 с.

209. Тихонов А.Н. О регуляризации некорректно поставленных задач //ДАН СССР. 1963. Т. 153, № 1. С. 49-52.

210. Тихонов А.Н. Решение некорректно поставленных задач и метод регуляризации // ДАН СССР. 1963. Т. 151, № 3. С. 501-504.

211. Тихонов А.Н., Дмитриев В.И. Метод расчета распределения тока в системе линейных вибраторов и диаграммы направленности этой системы // Вычислительные методы и программирование (М.). 1968. Вып. 10. С. 3-8.

212. Ильинский A.C., Кравцов В.В., Свешников А.Г. Математические модели электродинамики. М.: Высшая школа, 1991. 224 с.

213. Ильинский A.C., Бережная И.В. Математические модели тонких вибраторных антенн //Математические модели и вычислительные методы. М.: МГУ, 1987. С. 103-125.

214. Маторин A.B. Исследование и разработка антенных решеток на основе численных методов математического моделирования и синтеза многоэлементных тонкопроволочных излучающих структур и устройств СВЧ: Дис. .докт. техн. наук. Рязань, 2002. 384 с.

215. Современные корреляционно-интерферометрические измерители пеленга и напряженности электромагнитного поля / A.B. Ашихмин и др. // Специальная техника. 2002. Спецвыпуск. С. 7-15.

216. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Пути повышения чувствительности и точности пеленгования комплексов радиоконтроля мобильного базирования // Радиолокация, навигация, связь: 14-я международная НТК. Воронеж, 2008. Т. 3. С. 2206-2215.

217. Моделирование антенных решеток из симметричных электрических вибраторов, возбуждаемых с помощью неоднородных щелевых линий с потерями на излучение / A.B. Ашихмин и др. // Системы управления и информационные технологии. 2007. № 4.1 (30). С. 108-118.

218. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Проектирование антенных систем мобильных комплексов радиопеленгации // Антенны. 2008. № 3(130). С. 50-59.

219. Носимые миниатюрные комплексы радиомониторинга средней производительности / И. А. Денисов и др. //Специальная техника. 2003. Специальный выпуск. С. 27-33.

220. Ашихмин A.B., Козьмин В.А., Рембовский Ю.А. Управление аппаратурой и режимы работы портативной системы радиомониторинга и определения местоположения источников радиоизлучения // Специальная техника. 2005. №3. С. 42-48.

221. Ашихмин A.B., Батаронов И.Л., Некрылов В.М. Исследование систематической погрешности пеленгования источников радиоизлучения при использовании малоэлементной антенной решетки, составленной из ТЕМ- рупоров // Вестник ВГТУ. 2006. Т. 2, № 1. С. 54-58.

222. Численный анализ входных характеристик и направленных свойств антенны Вивальди, входящей в состав кольцевой антенной решетки / A.B. Ашихмин и др. //Радиолокация, навигация, связь: XI международная НТК. Воронеж, 2005. Т. 3. С. 1971-1983.

223. Модель сверхширокополосной щелевой антенны и оптимизация ее геометрии с помощью генетического алгоритма / В.Б. Авдеев и др. // Антенны. 2005. Вып. 4(95). С. 11-17.

224. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств / С.И. Бахарев и др.; Под ред. В.И. Вольмана. М.: Радио и связь, 1982. 328 с.

225. Endfire tapered slot antennas on dielectric substrates / K.S. Yangvessonetc. // IEEE Trans. Antennas and Propag. 1985. Vol. 33, No 12. P. 1392-1400.

226. Yangvesson K.S., Johansson J.F., Kollberg E.L. A new integrated slot element feed array for multibeam systems // IEEE Trans. Antennas and Propag. 1986. Vol. 34, No 11. P. 1372-1376.

227. Janaswamy R., Schaubert D. Dispersion characteristics for wide slot lines on low permittivity substrates // IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. 1985. Vol. MTT-33, No 8. P. 723-726.

228. Janaswamy R., Schaubert D. Characteristic impedance of a wide slot line on low permittivity substrates // IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. 1986. Vol. MTT-34, No 8. P. 900-902.

229. Айзенберг Г. 3. Антенны ультракоротких волн. М.: Связьиздат, 1957. 698 с.

230. Драбкин A. JL, Зузенко A. JL, Кислов А. Г. Антенно-фидерные устройства. М.: Советское радио, 1974. 574 с.

231. Yee K.S., Chen J.S. The Finite-Difference Time-Domain (FDTD) and the Finite-Volume Time-Domain (FVTD) Methods in Solving Maxwell's Equations // IEEE Trans, on Antennas and Propag. 1997. Vol. 45, № 3. P. 354-363.

232. Yee K.S. Numerical Solution of Initial Boundary Value Problems Involving Maxwell's Equations in Isotropic Media // IEEE Trans, on Antennas and Propag. 1966. Vol. AP-14, № 3. P. 302-307.

233. Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и автоматическое проектирование. М.: Радио и связь, 1990. 288 с.

234. Holland J.H. Genetic algorithms //Scientific American. 1992. № 7. P.66.72.

235. Jamnejad V., Hoorfar A., Manshadi F. Evolutionary design of corrugated horn antennas // Proc. JINA Symp. Nice (France), 2002. Vol. 1. P. 467-470.

236. Синтез и анализ кольцевых радиопеленгаторных антенных решеток, состоящих из несимметричных ТЕМ- рупоров / A.B. Ашихмин и др. // Системы управления и информационные технологии. 2007. № 2.2 (28). С. 285-291.

237. Синтез и анализ антенной системы полноазимутального комплекса пеленгования источников радиоизлучения СВЧ- диапазона волн с произвольной поляризацией / A.B. Ашихмин и др. // Системы управления и информационные технологии. 2007. № 3.1 (29). С. 112-118.

238. Использование регулярных и нерегулярных несимметричных ТЕМ-рупоров для построения радиопеленгаторных антенных решеток кругового обзора / A.B. Ашихмин и др. // Антенны. 2009. № 6. С. 48-54.

239. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. Москва Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. 656 с.

240. Кравченко В.Ф., Масюк В.М. Новый класс фрактальных функций в задачах анализа и синтеза антенн. М.: Радиотехника, 2002. 80 с.

241. Шелухин О.И. Фрактальные процессы в телекоммуникациях. М.: Радиотехника. 2003, 480 с.

242. Быстров Р.П., Потапов A.A., Соколов A.B. Миллиметровая радиолокация с фрактальной обработкой. М.: Радиотехника. 2005, 368 с.

243. Артюшкин A.B. Сверхширокополосная фрактальная антенна для систем беспроводной передачи информации // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике: 2-я Всероссийская научная конференция-семинар. Муром, 2006. С. 81-84.

244. Пастернак Ю. Г. Математическое моделирование, оптимизация и автоматизированное проектирование дифракционных и вибраторных мобильных антенных решеток / Под ред. В. И. Юдина. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 1999.257 c.

245. Nature-Based Antenna Design: Interpolating the Input Impedance of Fractal Dipole Antennas via a Genetic Algorithm Trained Neural Network / K. M. Neiss etc. // Proc. USNC/URSI Nat. Radio Science Meeting. San Antonio (Texas, USA), 2002. 374 P.

246. Petko J. S., Werner D. H. The Evolution of Optimal Linear Polyfractal Arrays Using Genetic Algorithms // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2005. Vol. 53, № 11. P. 3604-3615.

247. Werner D. H., Haupt R. L., Werner P. L. Fractal Antenna Engineering: The Theory and Design of Fractal Antenna Arrays // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 1999. Vol. 41, № 5. P. 37-59.

248. Gianvittorio J. P., Rahmat-Samii Y. Fractal Antennas: A Novel Antenna Miniaturization Technique, and Applications // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2002. Vol. 44, № 1. P. 20-36.

249. Werner D. H., Ganguly S. An Overview of Fractal Antenna Engineering Research // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2003. Vol. 45, № 1. P. 38-57.

250. Petko J. S., Werner D. H. Miniature Reconfigurable Three-Dimensional Fractal Tree Antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2004. Vol. 52, № 8. P. 1945-1956.

251. Borja C., Romeu J. On the Behavior of Koch Island Fractal Boundary Microstrip Patch Antenna // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2003. Vol. 51, № 6. P. 1281-1291.

252. Spence T. G., Werner D. H. Genetically Optimized Fractal Microstrip Patch Antennas // Proc. 2004 IEEE Antennas and Propagation International Symposium. Monterey (CA), 2004. Vol. IV. P. 4424-4427.

253. Fractal Multiband Antenna Based on the Sierpinski Gasket / C. Puente etc. // IEE Electronics Letters. 1996. Vol. 32, № 1. P. 1-2.

254. On the Behavior of the Sierpinski Multiband Fractal Antenna / C. Puente etc. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1998. Vol. 46, № 4. P. 517-524.

255. Walker G. J., James J. R. Fractal Volume Antennas 11IEE Electronics Letters. 1998. Vol. 34, № 16. P. 1536-1537.

256. Fractal Stacked Monopole with Very Wide Bandwidth / C. T. P. Song etc. // IEE Electronics Letters. 1999. Vol. 35, № 12. P. 945-946.

257. Small But Long Koch Fractal Monopole / C. Puente etc. // IEE Electronics Letters. 1998. Vol. 34, № 1. P. 9-10.

258. Baliarda C. P., Romeu J., Cardama A. The Koch Monopole: A Small Fractal Antenna // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2000. Vol. 48, № 11. P. 1773-1781.

259. Multiband Properties of a Fractal Tree Antenna Generated by Electrochemical Deposition / C. Puente etc. // Electronics Letters. 1996. Vol. 32, № 25. P. 2298-2299.

260. Sindou M., Ablart G., Sourdois C. Multiband and Wideband Properties of Printed Fractal Branched Antennas // Electronics Letters. 1999. Vol. 35, № 3. P. 181-182.

261. Werner D. H., Rubio Bretones A., Long B. R. Radiation Characteristics of Thin-wire Ternary Fractal Trees // Electronics Letters. 1999. Vol. 35, № 8. P. 609610.

262. Vinoy K. J., Abraham J. K., Varadan V. K. Fractal Dimension and Frequency Response of Fractal Shaped Antennas // IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. Columbus (Ohio, USA), 2003. Vol. 4. P. 222-225.

263. Puente C., Pous R. Fractal Design of Multiband and Low Side-lobe Arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1996. Vol. 44, № 5. P. 730739.

264. Jaggard D. L., Jaggard A. D. Cantor Ring Arrays // Microwave and Optical Technology Letters. 1998. Vol. 19. P. 121-125.

265. Werner D. H., Gingrich M. A., Werner P. L. A Self-Similar Fractal Radiation Pattern Synthesis Technique for Reconfigurable Multiband Arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2003. Vol. 51, № 7. P. 1486-1498.

266. Kim Y., Jaggard D. L. The Fractal Random Array // Proc. IEEE. 1986. Vol. 74, № 9. P. 1278-1280.

267. Petko J. S., Werner D. H. An Autopolyploidy-based Genetic Algorithm for Enhanced Evolution of Linear Polyfractal Arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2007. Vol. 55, № 3, Part I. P. 583-593.

268. Werner D. H., Kuhirun W., Werner P. L. Fractile Arrays: A New Class of Tiled Arrays with Fractal Boundaries // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2004. Vol. 52, № 8. P. 2008-2018.

269. Werner D. H., Kuhirun W., Werner P. L. The Peano-Gosper Fractal Array // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2003. Vol. 51, № 8. P. 20632072.

270. Bogard J. N., Werner D. H., Werner P. L. A Comparison of the Peano-Gosper Fractile Array with the Regular Hexagonal Array // Microwave and Optical Technology Letters. 2004. Vol. 3, № 6. P. 524-526.

271. Bogard J. N., Werner D. H. Optimization of Peano-Gosper Fractile Arrays Using Genetic Algorithms to Reduce Grating Lobes During Scanning // Proc. IEEE International Radar Conference. Arlington (Virginia, USA), 2005. P. 905-909.

272. Активные передающие антенны / Под ред. В. В. Должикова и Б. Г. Цыбаева. М.: Радио и связь, 1984. 144 с.

273. Исследование возможности использования принципа фрактально-сти для построения многодиапазонных сверхширокополосных антенных структур на основе ТЕМ- рупоров, размещенных внутри друг друга / А.В. Ашихмин и др. // Антенны. 2008. № 2(129). С. 32-38.

274. Tugulea A. Two-dimensional equations for the analysis of microstrip line dispersion and step discontinuities: Thesis of the d. p. dis. Winnipeg (Manitoba): Univers. of Manitoba, 2000. 185 p.

275. Хелзайн Дж. Пассивные и активные цепи СВЧ: Пер. с англ. / Под ред. А.С. Галина. М.: Радио и связь, 1981. 200 с.

276. Исследование свойств антенных решеток, состоящих из геометрически подобных ТЕМ- рупоров / A.B. Ашихмин и др. // Радиолокация, навигация, связь: 14-я международная НТК. Воронеж, 2008. Т. 1. С. 673-683.

277. Методика сверхширокополосного согласования комплексной нагрузки в СВЧ диапазоне, основанная на использовании генетического алгоритма /A.B. Ашихмин и др. //Радиолокация, навигация, связь: 14-я международная НТК. Воронеж, 2008. Т. 1. С. 684-694.

278. Моделирование квазифрактальных антенных структур, образованных вложенными друг в друга ТЕМ- рупорами / A.B. Ашихмин и др. // Системы управления и информационные технологии. 2007. № 3.3 (29). С. 316-325.

279. Моделирование влияния земной поверхности на характеристики антенных устройств комплексов радиомониторинга мобильного базирования /A.B. Ашихмин и др. //Системы управления и информационные технологии. 2007. № 1.1.(27). С. 117-123.

280. Исследование квазифрактальных излучающих структур, созданных на основе несимметричных ТЕМ- рупоров / A.B. Ашихмин и др. // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т. 5, № 8. С. 150-155.

281. Синтез полоскового согласующего трансформатора для сверхширокополосной СВЧ- антенны с помощью генетического алгоритма / A.B. Ашихмин и др. // Антенны. 2009. № 2. С. 41-46.

282. Использование алгоритма компьютерной коррекции пеленга источника сигнала в мобильном комплексе противодействия радиоразведке / A.B. Ашихмин и др. // Информация и безопасность. 1999. № 4. С. 23-28.

283. Ашихмин A.B., Козьмин В.А., Литвинов Г. В. Коррекция радиодевиации в мобильных наземных пеленгационных комплексах // Антенны. 2002. Вып. 7(62). С. 54-59.

284. Алгоритмы оценивания угловых координат источников излучений, основанные на методах спектрального анализа / В. В. Дрогалин и др. // Успехи современной радиоэлектроники. 1998. № 2. С. 3-17.

285. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузовпо спец. «Радиотехника». М.: Высшая школа, 2000. 462 с.

286. Иммореев И .Я., Синявин А.Н. Излучение сверхширокополосных сигналов // Антенны. 2001. № 1 (47). С. 8 -16.

287. Яцкевич В.А., Федосенко J1.J1. Антенны для излучения сверхширокополосных сигналов // Известия вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1986. Т. 29, №2. С. 69-74.

288. Liang J. Antenna Study and Design for Ultra Wideband Communication Applications / London (UK): Department of Electronic Engineering Queen Mary, University of London United Kingdom, 2006. 180 p.

289. Иванов A.B., Пастернак Ю.Г. Алгоритм оценки азимута источника СВЧ излучения с помощью кольцевой антенной решетки из логопериодических антенн // Телекоммуникации. 2006. № 11. С. 26-31.

290. Карпов В.М., Малышев В.А., Перевощиков И.В. Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами / Под ред. В.А. Малышева. М.: Радио и связь, 1984. 104 с.

291. Рембовский Ю.А. Модификация алгоритма сверхразрешения источников радиоизлучения MUSIC с учетом искажений, вносимых антенной системой // Кибернетика и высокие технологии XXI века: 9-я международная НТК. Воронеж, 2008. Т. 1. С. 332-342.

292. Анализ влияния характеристик сверхширокополосных антенн на формирование сверхкоротких импульсов / A.B. Негробов и др. //Радиолокация, навигация, связь: 15-я международная НТК. Воронеж, 2009. Т. 1. С. 406417.

293. Рембовский Ю.А. Методика снижения систематической погрешности алгоритма сверхразрешения MUSIC на основе учета направленных свойств элементов антенной решетки // Антенны. 2008. № 7-8(134-135). С. 95-100.

294. Негробов A.B., Попов И.В., Рембовский Ю.А. Моделирование процессов искажения сверхкороткоимпульсных сигналов сверхширокополосными антенными устройствами // Системы управления и информационные технологии, 2008, № 3.3(33). С. 371-378.

295. Разработка и исследование устройств компенсации искажений сверхкоротких импульсов, излучаемых логопериодической антенной / A.B. Ашихмин и др. //Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. № 8. С. 53-57.

296. Негробов A.B., Попов И.В., Рембовский Ю.А. Исследование сверхкоротких импульсов, излученных сверхширокополосными антеннами // Антенны. 2009. № 3. С. 46-51.

297. Рембовский A.M., Ашихмин A.B., Сергиенко А.Р. Носимые средства автоматизированного радиомониторинга // Специальная техника. 2004. № 4. С. 39-47.

298. Многостанционные системы радиоконтроля и определения местоположения источников радиоизлучения / A.A. Глазнев и др. // Специальнаятехника. 2002. Специальный выпуск. С. 20-29.

299. Способ пеленгации радиосигналов и многоканальный пеленгатор: Пат. 2096797 РФ / А. М. Рембовский, В. Н. Кондращенко заявл. 04.07.1996; опубл. 20.11.1997 // Б.И. 1997. Бюлл. № 32.

300. Ашихмин A.B., Козьмин В.А., Рембовский Ю. А. Портативная система радиомониторинга и определения местоположения источников радиоизлучения // Специальная техника. 2005. № 2. С 27-35.

301. Использование панорамного измерительного приемника АРК-Д1ТР в мобильных станциях радиомониторинга Аргумент-И / A.B. Ашихмин и др. // Специальная техника. 2004. № 5. С 38-49.

302. Локализация источников радиоизлучения и измерение напряженности поля с помощью мобильной станции радиоконтроля / A.B. Ашихмин и др. // Специальная техника. 2003. Специальный выпуск. С. 9-18.

303. Исследование возможности описания пространственного распределения поля вблизи антенной системы мобильного радиопеленгатора с помощью ряда Лорана / A.B. Ашихмин и др. // Телекоммуникации. 2009. № 11. С. 18-23.

304. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Использование интеграла Кирхгофа для формирования «виртуальной» антенной решетки вблизи произвольного рассеивателя // Антенны. 2009. № 8. С. 40-46.

305. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Методика повышения инструментальной точности мобильных радиопеленгаторов, основанная на оптимальном выборе координат элементов «виртуальной» антенной решетки // Антенны. 2009. № 9. С. 44-51.

306. Ашихмин A.B., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Аппроксимация компонент поля и тока внутри плоского замкнутого контура по их известным значениям на контуре с помощью интеграла Коши // Антенны. 2009. № 10. С. 5-10.

307. О возможности построения много диапазонных антенных решеток, образованных вложенными несимметричными ТЕМ- рупорами / A.B. Ашихмин и др. // Антенны. 2009. № 11. С. 24-29.

308. К вопросу минимизации искажений сверхкоротких импульсов при излучении вибраторной логопериодической антенной / A.B. Ашихмин и др.о

309. Телекоммуникации. 2009. № 12. С. 21-25.

310. Исследование эффективности метода «виртуальной» антенной решетки при изменении геометрии корпуса носителя мобильного радиопеленгатора / A.B. Ашихмин и др. // Антенны. 2010. № 1(152). С. 49-54.

311. Аппроксимация компонент электромагнитного поля вблизи рассеива-телей сложной формы / A.B. Ашихмин и др. // Физико-математическое моделирование систем: Материталы VI Международного семинара. Воронеж. 2010. Ч. 3. С. 59-66.

312. Экспериментальное исследование кольцевой радиопеленгаторной гибридной антенной решетки в сверхшироком диапазоне волн / A.B. Ашихмин и др. // Радиолокация, навигация, связь: 16-я международная НТК. Воронеж, 2010. Т. 2. С. 1634-1645.

313. Исследование физико-математической модели, описывающей «виртуальную» антенную решетку, сформированную вблизи трехмерного рассеивателя / A.B. Ашихмин и др. // Антенны. 2010. № 6 (157). С. 43-59.

314. Исследование кольцевой радиопеленгаторной антенной решетки, состоящей из экспоненциально расширяющихся щелевых элементов, нагруженных широкополосными электрическими вибраторами / A.B. Ашихмин и др. //Антенны. 2010. № 6 (157). С. 60-66.

315. Особенности и технические характеристики мобильного автоматического радиопеленгатора АРК-МП8+ /М.Ю. Власов и др. //Радиолокация, навигация, связь: 16-я международная НТК. Воронеж, 2011. Т. 1. С. 530-537.

Похожие работы

Радиотехника и связь
05.12.00