Preview

Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника

Расширенный поиск

Вариант реализации интерактивного приложения для синтеза систем связи с антенными решетками

https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-46-54

Полный текст:

Аннотация

Введение. Современные системы радиолокации и связи содержат фазированные антенные решетки. Одной из задач синтеза указанных систем является формирование требований к входящим в их состав узлам, модулям и блокам. Для решения поставленной задачи необходимо построить зону действия и проанализировать влияние характеристик входящих устройств. Повысить качество анализа и синтеза столь сложных систем может применение интерактивной визуализации данных, которая требует достаточно быстрого вычисления характеристик.

Цель работы. Разработка интерактивного приложения для увеличения возможностей синтеза систем связи, содержащих антенные решетки, и улучшения характеристик синтезированных систем.

Материалы и методы. Для ускорения вычисления диаграмм направленности применено их представление для антенной решетки в форме, позволяющей использовать алгоритм быстрого преобразования Фурье. Для нахождения требуемых амплитудно-фазовых распределений применяются разложение в ряд Котельникова и генетический алгоритм.

Результаты. В разработанном приложении выводятся на экран амплитудно-фазовое распределение, диаграмма направленности линейной эквидистантной решетки и зона действия. Возможно интерактивное изменение амплитудно-фазового распределения в излучателях и диаграммы направленности в заданных направлениях. При внесении изменений в диаграмму направленности меняется амплитуднофазовое распределение и форма самой диаграммы направленности в направлениях, отличных от заданного. Зона действия перестраивается при изменении любой из характеристик. При необходимости ее отображение может быть отключено. В статье приведен пример использования приложения при синтезе системы связи с воздушным судном.

Заключение. Применение разработанного приложения позволяет расширить возможности и существенно сократить время анализа и синтеза систем связи и вторичной радиолокации с антенными решетками. Кроме того, приложение используется для подготовки специалистов для предприятий отрасли.

Об авторах

С. В. Кузьмин
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича
Россия

Кузьмин Сергей Викторович – кандидат физико-математических наук (2004), доцент кафедры конструирования и производства радиоэлектронных средств 

Автор 38 научных работ. Сфера научных интересов – антенны; СВЧ устройства; антенные решетки; синтез радиоэлектронных средств; пространственновременная обработка сигналов; измерение антенн; ЭМС; математическое моделирование; распространение радиоволн; радиолокация; навигация. 



К. О. Коровин
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича
Россия

Коровин Константин Олегович – кандидат физико-математических наук (2008), заведующий кафедрой радиосистем и обработки сигналов

Автор более 20 научных работ. Сфера научных интересов – антенны; антенные решетки; пространственно-временная обработка сигналов; цифровая обработка сигналов; распространение радиоволн; радиолокация; навигация; ЭМС; математическое моделирование. 



Т. Р. Раимжанов
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича
Россия

Раимжанов Тохир Рустамович – бакалавр по специальности "Конструирование и технология электронных средств" (2019), студент первого курса магистратуры по кафедре конструирования и производства радиоэлектронных средств

Автор одной научной публикации. Сфера научных интересов – устройства СВЧ; антенны; антенные решетки; пространственно-временная обработка сигналов; цифровая обработка сигналов; радиолокация; ЭМС; распространение радиоволн.



Список литературы

1. AWR Design Environment. URL: https://www.awr.com /software/products/awr-designenvironment (дата обращения: 12.04.2020)

2. Программное обеспечение PathWave Advanced Design System (ADS). Keysight. URL: https://www.keysight.com/ru/ru/products/software/pathwave-design-software/pathwave-advanced-designsystem.html (дата обращения: 12.04.2020)

3. Antenna Magnus. Antenna design software URL: https://www.3ds.com/products-services/simulia/products /antenna-magus/ (дата об-ращения: 12.04.2020)

4. Васильев Е. Ю., Кузьмин С. В. Концепция программного обеспечения для синтеза диаграмм направленности фазированных антенных решеток с учетом уравнения радиолокации в совмещенных системах радиосвязи и вторичной радиолокации // VI междунар. науч.-технич. и науч.-методич. конф. "Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании" (АПИНО 2017): сб. науч. ст. В 4 т. СПб.: СПбГУТ, 2017. Т. 1. С. 116‒120.

5. Patterson W. L. Advanced Refractive Effects Prediction System (AREPS) // 2007 IEEE Radar Conf. Boston, MA, 17–20 April 2007. Piscataway: IEEE, 2007. P. 891‒895. doi: 10.1109/RADAR.2007.374337

6. AGI Engineering Tools. URL: http://www.agi.com /products/engineering-tools (дата обращения 09.04.2020)

7. Специализированное программное обеспечение. CАПР "АЛЬБАТРОС". URL: http://www.spacecenter.ru/Software.htm (дата обращения 09.04.2020)

8. Mathworks Phased Array System Toolbox. URL: https://www.mathworks.com/products/phased-array.html (дата обращения 09.04.2020)

9. Применение матрицы взаимных связей при настройке ФАР / А. Н. Жегалов, С. В. Кузьмин, А. Н. Морозов, М. И. Ривкин, И. И. Силуянов // V Всеросс. науч.-технич. конф. "Радиолокация и радиосвязь", Москва, 21–25 ноября 2011 г. / ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН. М. 2011. С. 216–220.

10. Коротецкий Е. В., Шитиков А. М., Денисенко В. В. Методы калибровки фазированных антенных решеток // Радиотехника, 2013. № 5. С. 95‒104.

11. Зелкин Е. Г., Кравченко В. Ф. Задачи синтеза антенн и новые методы их решения. М.: ИПРЖР, 2002. 72 с.

12. Brown A. D. Electronically Scanned Arrays MATLAB Modeling and Simulation, Boca Raton, NW: CRC Press, 2012. 229 p.

13. Vendik O. G., Kozlov D. S. Phased Antenna Array with a Sidelobe Cancellation for Suppression of Jamming // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2012. Vol. 11. P. 648‒650. doi: 10.1109/LAWP.2012.2203780

14. Вендик О. Г., Калинин С. А., Козлов Д. С. Фазированная антенная решетка с управляемой формой диаграммы направленности // ЖТФ. 2013. Т. 83, № 10. С. 117‒121.

15. Хансен Р. С. Фазированные антенные решетки. 2-е изд. М.: Техносфера, 2012. 560 с.

16. Modern Antennas. 2nd ed. / S. Drabowitch, A. Papiernik, H. D. Griffiths, J. Encinas, B. L. Smith. Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2005. 710 p.

17. Туральчук П.А., Вендик О. Г., Вендик И. Б. Расширение главного луча решетки Дольфа–Чебышева с использованием разложения по функциям Котельникова // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2018. Т. 1, № 1. С. 213‒216.

18. Подавление шумовых помех в адаптивных антенных решетках на основе нейросетевых алгоритмов / О. С. Литвинов, Д. В. Муродьянц, В. С. Борута, Б. Е. Винтайкин // Антенны. 2018. № 2 С. 40–44.


Для цитирования:


Кузьмин С.В., Коровин К.О., Раимжанов Т.Р. Вариант реализации интерактивного приложения для синтеза систем связи с антенными решетками. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2020;23(2):46-54. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-46-54

For citation:


Kuzmin S.V., Korovin K.O., Raimzhanov T.R. An Implementation of Interactive Application for the Synthesis of Communication Systems with Antenna Arrays. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2020;23(2):46-54. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-46-54

Просмотров: 167


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-8985 (Print)
ISSN 2658-4794 (Online)