• Українська
  • English
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

Нееквідистантні двовимірні антенні решітки, синтезовані з використанням латинських квадратів і циклічних різницевих множин

Рубрика: 
ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ, РАДІОЛОКАЦІЯ ТА ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ
Цян, Г, Іян, Л, Луценко, ВІ, Юн, Д
Organization: 

Харбінський інженерний університет, Міністерство промисловості та інформації КНР
145, вул. Наньтун, район Нангал, Харбін, 150001, КНР

E-mail: guoqiang@hrbeu.edu.cn

Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "ХАІ"
17, вул. Чкалова, Харків, 61085, Україна

E-mail: yiyangluo@163.com

Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна

E-mail: lutsenko@ire.kharkov.ua

Інстітут електроніки та інформатики Ціндаосского університету
308, просп. Нінся, Циндао, провінція Шаньдун, КНР

E-mail: cucecc@mail.ru
https://doi.org/10.15407/rej2019.01.012
Мова: російська
Анотація: 

 

Предмет і мета роботи. Останнім часом зростає інтерес до використання нееквідистантних активних фазованих антенних решіток (АР) у радіолокаторах літаків для покращення аеродинаміки термічних режимів їх роботи. Нееквідистантні лінійні АР зменшують кількість елементів антени без помітної втрати розділення (точності), водночас підтримуючи низький рівень бічних пелюсток. Майже всі великі антени радіотелескопів та далеких радіолокаторів є решітками з нееквідистант- ним розташуванням елементів і з незаповненою апертурою. Метою цієї роботи є розроб-лення нових і нетрадиційних методів побудови нееквідистантних АР за допомогою латинських квадратів і циклічних різницевих множин.

Методи і методологія роботи. Алгоритм обчислення координат АР з використанням значень елементів латинських квадратів у цьому випадку такий самий, як при побудові решітки на основі магічних квадратів. Він заснований на використанні значення елемента породжувальної матриці (сформованого квадрата) в якості основи інтерферометра, утвореного сусідніми елементами. Вивчено діаграми направленості АР і оцінено рівні бічних пелюсток, утворюваних нееквідистантними антенами.

Результати роботи. Показано можливість синтезу великих АР на основі композиції квадратів, що використовують циклічні різницеві множини (ЦРМ) для утворення елементів латинських квадратів. Запропоновано метод їх побудови та алгоритм синтезу. Вивчено властивості АР такого типу, які забезпечують при високому ступені розділення досить мале бічне випромінювання. Досліджено особливості та основні характеристики таких антен.

Висновок. Зроблено висновки про новизну запропонованої концепції побудови нееквідистантних АР на основі латинських квадратів, елементами яких є ЦРМ, та про переваги цієї концепції в порівнянні з відомими методами. Показано можливість синтезу великих АР на основі композиції квадратів, що використовують ЦРМ для утворення елементів латинських квадратів з малими коефіцієнтами заповнення і надмірності та допустимими значеннями бічного випромінювання. За характеристиками вони краще, ніж використовувані до теперішнього часу нееквідистантні двовимірні решітки, побудовані на основі тільки ЦРМ. Вивчено характеристики отриманих решіток. Показано, що застосування латинського квадрата, в якому ЦРМ використано як елементи синтезованої матриці, дозволяє значно поліпшити його характеристики, а також забезпечує можливість більш гнучкої зміни параметрів дизайну (v, k, l).
Ключові слова: латинський квадрат, нееквідистантні антенні решітки, охоплені частоти, складені квадрати, циклічні різницеві множини

Стаття надійшла до редакції 02.05.2018
PACS: 84.40.Xb
УДК: 621.375.018.756+621.371+537.86; 621.396
Radiofiz. elektron. 2019, 24(1): 12-23
Повний текст (PDF)

References: 
  1. Луценко В. И., Луценко И. В., Попов И. В., Собо-ляк А. В., Ло Иян. Использование свойств магичес-ких квадратов для апертурного синтеза. 8-я Междунар. конф. «Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации»: материалы конф. (Суздаль, Россия, 20–23 сент. 2015), Суздаль, Россия: Российское НТОРЭС им. А. С. Попова, 2015. С. 215–219.
  2. Lutsenko V. I., Popov I. V., Lutsenko I. V., Luo Yiyang, Mazurenko A. V. Nonequidistant Two-Dimensional Antenna Arrays are Based on Magic Squares. 2016 9th Int. Kharkiv Symp. Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves (MSMW): Proc. Kharkov, Ukraine, 21–24 June 2016. IEEE Catalog Number CFP16780-CDR ISBN 978-1-5090-2266-3.
  3. Kravchenko V. F., Lutsenko V. I., Lutsenko I. V., LUO Yi-yang, Mazurenko A. V., Popov I. V. Non-equidistant two-dimensional antenna arrays based on "magic" squares. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2017. Vol. 8, N 3. Р. 244–253.
  4. Кравченко В. Ф., Луценко В. И., Ло Иян, Попов И. В. Неэквидистантные двумерные антенные решетки на основе латинских квадратов. Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7, № 1(27). P. 4–23.
  5. Kopilovich L. E., Sodin L. G. Linear Non-Equidistant Antenna Arrays. Multielement System Design in Astronomy and Radio Science. Astrophysics and Space Science Library. 2001. Vol. 268, Ch. 6. Р. 77–96. SPRINGER-SCIENCE+BUSINESS MEDIA, B.V. DOI: 10.1007/978-94-015-9751-7
  6. Копилович Л. Е. Безызбыточные конфигурации антенн на двумерной апертуре интерферометра, дающие полное покрытие центральных областей в плоскости пространственных частот. Радиофизика и радиоастрономия. 2012. Т. 17, № 2. С. 176–181.
  7. Lazarus E. Kopilovich, Leonid G. Sodin Multielement System Design In Astronomy And Radio Science / Springer Netherlands, 2001, P. 268.
  8. Thinned aperiodic antenna arrays with improved peak side lobe level control: Pat. USA 4,071,848 / Leeper D. C., 31/01 1978.
  9. Colbourn C. J., Dinitz J. H. Handbook of Combinatorial Designs. 2nd ed. Boca Raton: Chapman & Hall/ CRC, 2007. ISBN 1-58488-506-8.
  10. Baumert L. D. Cyclic Difference Sets. Lecture Notes in Mathematics. Vol. 182. Springer-Verlag, 1971. 172 p.
  11. Björner A., Stanley R. P. A Combinatorial Miscellany. Geneva: L'Enseignement Mathématique, 2010. 164 p.
  12. Dénes J., Keedwell A. D. Latin squares and their applications. New York-London: Academic Press, 1974. 547 p. ISBN 0-12-209350-X. MR 0351850