radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical University10.32603/1993-8985-2018-21-2-37-46radioelectronics-218Research ArticleЭЛЕКТРОДИНАМИКА, МИКРОВОЛНОВАЯ ТЕХНИКА, АНТЕННЫELECTRODYNAMICS, MICROWAVE ENGINEERING, ANTENNASЭффективность применения сверхкомпактной антенной системы в компенсаторе помехEfficiency of the Miniature Anti-jam GNSS Antenna ArrayНемовА. В.NemovA. V.

Немов Андрей Васильевич – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, руководитель проектного направления 

пр. Обуховской Обороны, д. 120, лит. ЕЦ, Санкт-Петербург, 192012

Andrei V. Nemov – Ph.D. in Engineering, senior researcher of Saint Petersburg Electrotechnical University "LETI", Head of design department of RIRT (Saint Petersburg) 

120, Obukhovskoy Oborony Pr., bd. EC, 192012, St. Petersburg

an.nilov2011@yandex.ruНемовД. А.NemovD. A.

Немов Денис Андреевич – магистр по направлению "Информатика и вычислительная техника", аспирант кафедры систем автоматизированного проектирования 

ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376 �, 192012

Denis A. Nemov – Master in Computer Science and Engineering, postgraduate student of Saint Petersburg Electrotechnical University "LETI", senior engineer of RIRT (Saint Petersburg). 

5, Professor Popov Str., 197376, St. Petersburg

mcnemov@gmail.comМиньД. Л.MinhD. L.

Данг Ле Минь – магистр техники и технологии по направлению "Телекоммуникации" (2006, Вьетнам), инженер Вьетнамской академии наук и технологий, аспирант кафедры радиотехнических систем 

ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376

Dang Le Minh – Postgraduate student of Radio Systems Department of Saint Petersburg Electrotechnical University "LETI", Master’s Degree in engineering and technology in "Telecommunications" (2006, Vietnam), engineer of Vietnam Academy of Science and Technology 

5, Professor Popov Str., 197376, St. Petersburg

leminh2882@gmail.comСавельевС. А.SavelievS. A.

Савельев Сергей Аполлинарьевич – начальник НПК-2 

ул. Авиамоторная, д. 53, Москва, 111024 /i>

Sergey A. Saveliev – Dipl.-Ing in Automatic Electric Drive of Industrial Units and Technological Complexes, Chuvash State University, Head of the branch of Research and Production Company of NIIKP (Moscow). 

53, Aviamotornaya Str., 111024, Moscow

tmpager@yandex.ruПластиковА. Н.PlastikovA. N.

Пластиков Андрей Николаевич – кандидат технических наук, инженер-исследователь 1-й категории 

ул. Авиамоторная, д. 53, Москва, 111024 /i>

Andrey N. Plastikov – Ph.D. in Engineering, research engineer of NIIKP 

53, Aviamotornaya Str., 111024, Moscow

plastikovan@mail.ruАО "Российский институт радионавигации и времени"РоссияJSC "Russian Institute of Radionavigation and Time"Russian FederationСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)РоссияSaint Petersburg Electrotechnical University "LETI"Russian FederationФилиал АО "ОРКК" – "НИИ КП"РоссияBranch of JSC "JRSC" – SRI "SI"Russian Federation201828042018023746Copyright © Немов А.В., Немов Д.А., Минь Д.Л., Савельев С.А., Пластиков А.Н., 20182018Немов А.В., Немов Д.А., Минь Д.Л., Савельев С.А., Пластиков А.Н.Nemov A.V., Nemov D.A., Minh D.L., Saveliev S.A., Plastikov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://re.eltech.ru/jour/article/view/218

Применение миниатюрных антенн в космических навигационных системах является современной тенденцией развития аппаратуры GPS, Baidow, ГЛОНАСС. Многорезонаторные антенные системы, используемые для интеллектуального управления пространственной избирательностью, рассматриваются как антенные решетки (АР). Отрицательной стороной миниатюризации является ухудшение ряда характеристик антенн, таких как коэффициент усиления, форма диаграммы направленности (ДН), подавление ее обратного лепестка. В миниатюрных АР увеличивается взаимовлияние резонаторов друг на друга, что приводит к искажению ДН отдельных резонаторов и увеличению неравномерности суммарной ДН АР, а также ширины ее лепестков. Принимаемые специальные меры для уменьшения взаимовлияния резонаторов в АР в доступной литературе описываются недостаточно. Авторами настоящей статьи основное внимание уделено изучению свойств выпускаемых промышленностью США миниатюрных АР и их способности выполнять целевую функцию – селекцию радиопомех. В статье приведены декларируемые производителем и полученные при независимом обследовании данные о конструкции и электродинамических характеристиках высокотехнологичных многорезонаторных миниатюрных АР диапазонов частот L1/L2 GPS. Проанализированы экспериментальные данные о взаимовлиянии резонаторов АР при расстояниях между ними существенно менее половины длины волны в свободном пространстве. Представлены предположения относительно мер, предпринятых для уменьшения взаимовлияния резонаторов. Эффективность АР в процессе подавления помех оценена с помощью компьютерного имитационного моделирования компенсатора помех методом Монте-Карло с учетом негативного эффекта взаимовлияния излучателей. Для общности использованы два типа алгоритмов работы компенсатора.

The use of the miniature controlled reception pattern antennas (CRPAs) in GNSS equipment is one of the trends in GPS, Baidow, GLONASS development. A miniaturized GPS antenna array technology reduces the size of the antenna elements and the array dimensions. Miniature CRPAs are in demand not only with mass consumer of GPS/GLONASS house-hold equipment, but with expert users of complex hardware as well, where high-tech multi-sensor miniature antenna systems (AC) can be applied. Such types of AC used for intelligent control of spatial selectivity are considered as antenna arrays. The advantages of miniature CRPAs with anti-jamming capability include possibility to be installed on vehicles where it used to be impossible due to their size. The negative effect of miniaturization is in degradation of some antennas characteristics, such as gain, suppression of the reverse lobe of radiation pattern (RP), a heterogeneity of RP. In miniature antennas, the resonator interinfluence increases, that leads to distortion of individual emitters RP and to the in-crease of the total RP lobe of the antenna array irregularity, as well as the width of RP lobe. Designers take special measures to reduce the interinfluence of the resonators. However, they are not fully described in the available literature. Therefore, the achieved performance of miniature CRPAs is in great interest. The final criterion (from a consumer point of view) is in effective functional of a device containing a miniature CRPA, the degradation of its parameters in compare with traditional CRPA equipment of expert users. The authors focus on property investigation of miniature CRPAs manufactured primarily by US industry. Specifications of two antennas and some expected details of the miniaturized antenna array technology are described along with the test results of their ability to perform the objective function jammer suppression. The article contains the results obtained from independent testing of electrodynamics parameters of miniature L1/L2 frequency CRPA and its design analysis. The experimental data of sensor interinfluence are outlined. The measures to reduce the sensor interinfluence are take into account. The efficiency of the miniature antenna is estimated in the process of interference suppression by means of computer simulation. The Monte-Carlo method is applied. For the sake of generality, two types of algorithm for interference suppression are used.

сверхкомпактная антенная решеткаэлектродинамические характеристикивзаимовлияние излучателейпространственно-временная обработка сигналовкомпенсатор помехКНСCRPAanti-jam miniature CRPAelectrodynamic characteristicsmutual couplingspace-time signal processinginterference compensatorGNSSReferencesГладышева М. А., Немов А. В. Модификация метода ESPRIT для обработки данных в плоских фазированных антенных решетках // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2016. № 4. С. 56–62.Gladysheva M. A., Nemov A. V. ESPRIT Method Modification for Plane Antenna Array Data Processsing. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Rossii. Radioelektronika [Journal of the Russian Universities. Radioelectronics]. 2016, no. 4, pp. 56–62. (In Russian)Alison B., David M. Test Results of a 7-Element Small Controlled Reception Pattern Antenna // Proc. of the 14th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GPS 2001). Salt Lake City, UT, September, 2001. P. 2022–2029.Alison B., David M. Test Results of a 7-Element Small Controlled Reception Pattern Antenna. Proc. of the 14th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GPS 2001), Salt Lake City, UT, September, 2001, pp. 2022–2029.Reynolds D., Braun A., Reynolds Al. Miniaturized GPS Antenna Array Technology and Predicted Anti-Jam Performance// Proc. of the 12th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GPS 1999). Nashville, TN, September 1999. P. 777–786.Reynolds D., Braun A., Reynolds Al. Miniaturized GPS Antenna Array Technology and Predicted Anti-Jam Performance. Proc. of the 12th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GPS 1999). Nashville, TN, September, 1999, pp. 777–786.Miniaturization of L1/L2 Anti-jam GPS Antenna Array / Z-B. Lin, R. Castillo, J.-Q. Lin, S. Robin // Proc. of the 15th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GPS 2002). Portland, OR, September 2002, P. 2093–2102.Lin Z-B., Castillo R., Lin J.-Q., Robin S. Miniaturization of L1/L2 Anti-jam GPS Antenna Array. Proc. of the 15th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GPS 2002). Portland, OR, September, 2002, pp. 2093–2102.Гладышева М. А., Немов А. В. Некоторые аспекты применения свехкомпактных антенных решеток // Радионавигационные технологии: сб. ст. под ред. А. И. Перова. М.: Радиотехника, 2017. С. 62–66. (Науч.техн. сер. Сер. "Радиосвязь и радионавигация". Вып. 6).Gladysheva M. A., Nemov A. V. Nekotorye aspekty primeneniya svekhkompaktnykh antennykh reshetok [Some Aspects of Supercompact Antenna Array Application]. Radio Navigation Technologies: Collection of Scientific Articles. Radiotekhnika. 2017, pp. 62–66. (Scientific and technical series. "Radio Communication and Radio Navigation" series, vol. 6). (In Russian)ANTCOM 5NF-5.5CL1215P-XS-4: URL: http://geoobchod.cz/resources/products_documents/1449181822_05_antcom_ crpa_l1l2_gps_antenna_array_for_e_mailing.pdf (дата обращения: 16.03.2018).ANTCOM 5NF-5.5CL1215P-XS-4: Available at: http://geoobchod.cz/resources/products_documents/1449181822_05_antcom_crpa_l1l2_gps_antenna_array_for_e_mai ling.pdf (accessed: 16.03.2018).SEA S67-1575-521: URL: www.seaerospace.com/sales/product/Sensor%20Systems/S67-1575-521/S67-1575-521 (дата обращения: 16.03.2018).SEA S67-1575-521: Available at: www.seaerospace.com/sales/product/Sensor%20Systems/S67-1575-521/S67-1575521 (accessed: 16.03.2018).Falcone K., Dimos G., Yang C. Small Affordable Anti-Jam GPS Antenna (SAAGA) Development // Proc. of the 12th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GPS 1999), Nashville, TN, September, 1999. P. 1149–1156.Falcone K., Dimos G., Yang C. Small Affordable Anti-Jam GPS Antenna (SAAGA) Development. Proc. of the 12th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GPS 1999), Nashville, TN, September, 1999, pp. 1149–1156.Немов А. В. Цифровые антенные решетки: новое качество спутниковых радионавигационных систем. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2014. 160 с.Nemov A. V. Cifrovie antennye reshetki: novoe kachestvo sputnikovykh radionavigasionnykh sistem [Digital Antenna Arrays: New Quality of GNSS]. SPb, izd-vo SpbGETU “LETI”, 2014, 160 p. (In Russian)GPS Receiver Architecture Effects on Controlled Reception Pattern Antennas for JPALS / D. S. De Lorenzo, J. Gautier, P. Enge, D. Akos // Proc. of the 17th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2004), Long Beach, CA, September, 2004. P. 2010–2020.De Lorenzo D. S., Gautier J., Enge P., Akos D. GPS Receiver Architecture Effects on Controlled Reception Pattern Antennas for JPALS. Proc. of the 17th Int. Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2004), Long Beach, CA, September, 2004, pp. 2010–2020.Айфичер Э. С., Джервис Б. У. Цифровая обработка сигналов, практический подход / пер. с англ. 2-е изд. М.: Изд. дом "Вильямс", 2004. 992 с.Ifeachor E. С., Jervis B. W. Digital Signal Processing – А Practical Approach. 2nd ed. Upper Saddle River, NY, Prentice Hall, 2002, 960 p.Немов А. В., Тюфтяков Д. Ю. Электронные методы управления диаграммой направленности антенных систем в приложении для навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2010. Вып. 3. С. 67–75.Nemov A. V., Tyuftyakov D. Yu. The Electronic Methods of Antenna Arrays Control for Navigation Equipment of GNSS Users. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Rossii. Radioelektronika [Journal of the Russian Universities. Radioelectronics]. 2010, no. 3, pp. 67–75. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.