Антенны и антенные системы для загоризонтных РЛС

• Автор: Николаев, Валентин Александрович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 300 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1 Основные принципы построения антенн и антенных систем для загоризонтных РЛС
1.1 Исследование схем построения сверхширокополосных и сверхширокоугольных активных ФАР
1.2 Исследование малогабаритных однонаправленных излучателей для приемных антенн
1.3 Алгоритм “согласования” по шумам излучателей приемной антенны
1.4 Анализ взаимодействия передатчиков в активной ФАР
1.5 Алгоритм реализации заданного амплитудно-фазового возбуждения излучателей в передающей активной ФАР
Глава 2 Исследование антенн и антенных систем для загоризонтных РЛС поверхностной волны
2.1 Основные принципы расчета и измерения внешних характеристик антенн
2.2 Исследование влияния асимметричного противовеса на угломестные характеристики несимметричных излучателей
2.3 Исследование способов уменьшения влияния наземного рефлектора на угломестные характеристики излучателей вертикальной поляризации
2.4 Исследование сверхширокополосной передающей антенны с управляемой поляризацией
2.5 Исследование сверхширокополосной малогабаритной передающей антенны с укороченными Т-образными вибраторами
2.6 Исследование синфазных волн в сверхширокополосной антенне с наклонным распределительным фидером
2.7 Исследование активных передающих антенных решеток
2.8 Исследование приемной сверхширокополосной ФАР
2.9 Исследование самонесущего вибратора вертикальной поляризации для приемной антенны
2.10 Анализ возможностей реализации антенн поверхностной волны на морских судах

Глава 3 Антенны и антенные системы для загоризонтных РЛС пространственной волны
3.1 Исследование передающей активной ФАР
3.2 Оптимизация параметров вертикального рефлектора
3.3 Исследование приемной ФАР
3.4 Исследование антенн для измерения внешних характеристик наземных антенных систем
Заключение
Список литературы
Приложение А Акт внедрения
Приложение Б Акт внедрения
Приложение В Акт внедрения
Приложение Д Показатели качества для целевой функции

Введение
Одним из актуальных направлений современной радиолокации является загоризонтная радиолокация, которая позволяет наблюдать объекты за границей прямой видимости, т.е. за горизонтом. Все радиолокаторы, работающие в диапазонах СВЧ и УКВ могут наблюдать объекты, находящиеся лишь в пределах прямой видимости, т.е. над горизонтом. И только радиолокаторы, работающие в КВ диапазоне имеют возможность наблюдать объекты, находящиеся за линией горизонта, что и предопределило их название - загоризонтные РЛС (ЗГ РЛС).
Загоризонтные РЛС делятся на два вида: пространственной волны (ПРВ) и поверхностной волны (ПОВ).
В случае ЗГ РЛС ПРВ, пространственная волна, уходящая в направлении ионосферы, отражается от нее и возвращается на землю. При этом возможны режимы работы как с одним отражением от ионосферы (один «скачок»), так и с двумя отражениями (два «скачка»). Работа с тремя отражениями (тремя «скачками»), как правило, не проводится в связи с большими потерями энергии при отражении от ионосферы и земли. Редко используется и режим с двумя отражениями, поскольку для его реализации требуются большие излучаемые мощности. Поэтому будем рассматривать лишь работу ЗГ РЛС ПРВ с одним «скачком». В этом случае максимальная дальность действия радиолокатора составит ~ (3000 -3500) км.
Поляризация радиоволн для ЗГ РЛС ПРВ не принципиальна, поскольку при прохождении через ионосферу за счет влияния магнитного поля Земли все равно происходит поворот вектора поляризации (эффект Фарадея).
В случае ЗГ РЛС ПОВ поверхностная (земная) волна распространяется в некотором слое, расположенном в непосредственной близости от поверхности Земли, т.е. волна как бы прилипает к земной или морской поверхности. Эти РЛС работают на вертикальной поляризации, по-

деляющий высоту всего антенного сооружения. Ширина рефлектора нас интересует значительно меньше, поскольку горизонтальный размер приёмной антенны (для получения необходимого разрешения по углам) обычно бывает достаточно большим. В результате горизонтальный размер рефлектора значительно слабее влияет на УЗИ по сравнению с его вертикальным размером.
В связи с вышеизложенным остановимся более подробно на выборе оптимального вертикального размера рефлектора. Принимая во внимание, что рефлектор стоит на земле, уровень заднего излучения будет зависеть в основном только от высоты рефлектора.
Для оценки этого уровня поля в теневой области рефлектора воспользуемся формулами, полученными в результате решения задачи о дифракции на бесконечном клине. Геометрия задачи приведена на рисунке 1.10. В точке “А” расположен излучатель (диполь Герца), а в точке “В”, находящейся в теневой области, рассчитывается поле.

Рисунок 1.10 Геометрия решения задачи дифракции на клине
(рефлекторе)
Модуль множителя ослабления поля в теневой области (по отношению к полю в свободном пространстве) можно вычислить по формуле [12]:

[С(и)-]-8(и)]

где С(о) и 8(и) - интегралы Френеля, определяемые по формулам: