Синтез излучающей системы, формирующей секторную диаграмму направленности с минимизацией эффекта Гиббса


https://doi.org/10.7463/rdopt.0616.0852509

Полный текст:


Аннотация

Для синтеза излучающих систем, формирующих секторные диаграммы направленности, существуют несколько наиболее удобных методов, среди которых: метод Фурье, метод парциальных диаграмм и метод изменяющихся проекций. Данные методы удобны для расчета, потому что позволяют получить секторные диаграммы направленности с заданными электрическими характеристиками. Этими характеристиками являются: уровень боковых лепестков, ширина главного лепестка диаграммы направленности и амплитуда переколебаний вершины главного лепестка секторной диаграммы направленности.   Решение задачи синтеза секторной диаграммы направленности осложняется наличием точек разрыва в заданной диаграмме направленности, которые препятствуют сходимости ряда Фурье. Точки разрыва, в свою очередь, приводят к возникновению экстремумов, которые связаны с эффектом Гиббса. Для их устранения применяют различные методы аппроксимации заданной диаграммы направленности (полиномами рядов Котельникова, Чебышева). Подобные аппроксимации накладывают ограничения на основные качественные показатели секторных диаграмм направленности, такие как: крутизну фронтов и переколебания вершины главного лепестка диаграммы направленности. Предложенный метод позволяет получить наименьший уровень боковых лепестков при незначительном переколебании плоской вершины главного лепестка секторной диаграммы направленности. Предложен вариант линейной аппроксимации заданной диаграммы направленности, который позволяет получать синтезированные диаграммы направленности с разного рода параметрами качества. Это достигается с помощью коэффициентов линейной аппроксимации, которые могут быть определены с помощью алгоритмов оптимизации. В зависимости от выбранной целевой функции для алгоритма оптимизации появляется возможность определения наилучших решений компромисса между параметром крутизны фронтов и амплитудой переколебаний вершины главного лепестка секторной диаграммы направленности. Важными особенностями данного метода является то, что он позволяет минимизировать эффект Гиббса и удобен для расчета решеток с малым числом излучателей.


Об авторах

В. Н. Митрохин
МГТУ им. Н.Э.Баумана, Москва
Россия


А. А. Пропастин
МГТУ им. Н.Э.Баумана, Москва; АО "Научно-производственное предприятие "Салют", Москва
Россия


Список литературы

1. Митрохин В.Н., Можаров Э.О., Пропастин А.А. Облучатель Ка-диапазона волн с секторной диаграммой направленности // Антенны. 2015. Вып. 9. C. 3-8.

2. Митрохин В.Н., Можаров Э.О., Пропастин А.А. Излучатели с секторной диаграммой направленности для фазированных антенных решеток. В книге: Сборник докладов 22-й международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь». НПФ «Саквоее» ООО. г. Воронеж. 19-21 апреля 2016 г. Том 2. С. 937-945.

3. Митрохин В.Н. Электродинамика и распространение радиоволн. Учеб. пособие. М.: Рудомино. 2010. 208 с.

4. Зелкин Е.Г., Соколов В.Г. Методы синтеза антенн: Фазированные антенные решетки и антенны с непрерывным раскрывом. М.: Сов. радио, 1980. 296 c.

5. Устройства СВЧ и антенны. Под. ред. Д.И. Воскресенского. М: Радиотехника, 2016. 560 с.

6. Сазонов Д.М. Многоэлементные антенные системы. М.: Радиотехника, 2015. 144 c.

7. Mailoux R.J. Phased array antenna handbook. 2nd ed. Boston, London: Artech House Inc. 2005. 508 p.

8. Han Guodong, Wu Wei, Du Biao. Perturbation alternating projections method for pattern synthesis of phased array antenna // 5th Global Symposium on Millimeter Waves (GSMM 2012). 2012. P. 385-388.

9. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. В 3 т. Т. 2. М.: Физматлит, 2016. 800 с.

10. Singiresu S. Rao. Engineering Optimization: Theory and Practice. 4th ed. John Wiley & Sons, Inc., 2009. 840 p.

11. Дворкович В.П., Дворкович А.В. Оконные функции для гармонического анализа сигналов. М.: Техносфера, 2014. 112 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Митрохин В.Н., Пропастин А.А. Синтез излучающей системы, формирующей секторную диаграмму направленности с минимизацией эффекта Гиббса. Радиостроение. 2016;(6):1-13. https://doi.org/10.7463/rdopt.0616.0852509

For citation: Mitrokhin V.N., Propastin A.A. Synthesis of the Radiating System to Form the Flat-Topped Radiation Pattern for Phased Array Antennas with Minimizing Gibbs Phenomenon. Radio Engineering. 2016;(6):1-13. (In Russ.) https://doi.org/10.7463/rdopt.0616.0852509

Просмотров: 202

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


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


ISSN 2587-926X (Online)