Информационно-управляющая система устройствами согласования антенно-фидерного комплекса с фазированной антенной решёткой

• Автор: Шилов, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ УСТРОЙСТВАМИ СОГЛАСОВАНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л Характеристика и анализ устройств согласования АФК с ФАР

1.2 Обзор существующих информационно-управляющих систем УС

1.3 Постановка задачи исследования

2 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ УСТРОЙСТВ СОГЛАСОВАНИЯ АФК С ФАР
2.1 Анализ взаимодействия параметров АФК в процессе управления устройствами согласования ФАР

2.1.1 Структурная модель взаимодействия параметров АФК в

процессе управления устройствами согласования ФАР

2.1.2 Определение входных сопротивлений системы излучателей

2.2 Постановка задачи определения управляющих воздействий
устройств согласования АФК с ФАР
2.3 Математическая модель взаимодействия параметров АФК в
процессе управления устройствами согласования ФАР
2.4 Численное моделирование АФК с ФАР
2.5 Методика решения задачи определения управляющих
воздействий устройств согласования мобильных АФК с ФАР
Выводы по второй главе
3 АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ УСТРОЙСТВАМИ СОГЛАСОВАНИЯ
АФК С ФАР
3.1 Нейросетевая модель мобильной АФК с ФАР
3.2 Алгоритм решения задачи поиска СФ с ОВР
3.3 Методика решения задачи оптимизации управляющих
воздействий устройств согласования мобильных АФК с ФАР
3.3.1 Алгоритм кодирования управляющих воздействий УС АФК с

3.3.2 Применение метода дифференциальной эволюции при решении задачи оптимизации управляющих воздействий УС мобильных АФК
с ФАР
3.4 Структурная схема ИУС УС мобильных АФК с ФАР
3.5 Результаты применения ИУС УС с использованием численной
модели АФК с ФАР
Выводы по третьей главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А Приложение Б Приложение В Приложение Г Приложение Д

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования.
При создании нового поколения антенн в современных условиях особое внимание уделяется разработке фазированных антенных решеток (ФАР) с возможностью размещения в неподготовленных специально местах, включая площадки с ярко выраженной неоднородностью подстилающей поверхности антенны по геометрическим и (или) электрофизическим свойствам. Применение нескольких устройств согласования (УС) для излучателей, которые находятся в ближней зоне друг друга, приводит к повышению сложности систем управления и алгоритмов их работы. В этих условиях необходимым и актуальным является создание методики построения численных моделей для нескольких устройств согласования, входящих в состав антенно-фидерного комплекса (АФК) с ФАР, а также быстродействующих алгоритмов управления, обеспечивающих согласование каждого из излучателей ФАР с выходом передатчика. Актуальность подобной научно-технической проблемы была отмечена в [2,6,11,12,21,47,64,73,80].
Степень разработанности представленной темы диссертации определяется развитием основных подходов к решению данной проблемы, среди которых можно выделить вычислительный и поисковый.
Вычислительный подход заключается в электродинамическом анализе конструкции излучателей, входящих в состав ФАР. Эти вопросы рассматривались в трудах Г.З. Айзенберга, Е. Галлена (Е. Hallen), Р.Ф. Харрингтона (R.F. Harrington), В.В. Юдина и других ученых. Основа этих методов состоит в создании математических моделей на основе

Величина сопротивления начальной индуктивности катушки ЬИо на верхней частоте диапазона должна быть меньше Это ограничение обуславливается постоянством проводимости Ъвх и поясняется рисунком 14.
Из диаграммы проводимости (рисунок 16) следует, что максимальная величина проводимости Ьск определяется максимальным значением функции
Р^)=Ь'(е)+Ь"^) (1.24)
Выражение для Ь'^) находится из уравнения (1.14) при 7?=7?*:
Vх* (1.25)
Выражение для />"(£) находится из уравнения (1.16) при к=к
*» (1.26)
Исследование функции F2(g) на экстремум показывает, что максимум
функции определяется выражением:

8' Кк(}-ко) + к0 (1.27)
Подставляя (1.27) в (1.25) и (1.26) и учитывая (1.24), получим формулу
для определения максимальной величины проводимости емкости связи:
1 -Якк
сетах ч тл
V Щ* (1.28)
Минимальная величина проводимости емкости связи (рисунок 16)
определяется минимальным значением функции
*;(*) = *'(£)+*'(*) (1.29)

где Ь'(#) определяются соответственно выражениями (1.25) и (1.26).
Исследование функции /<’ (#) на экстремум дает минимум функции при значении: