Методы фазового синтеза глубоких нулей в диаграмме направленности фазированной антенной решётки со случайными искажениями амплитудно-фазового распределения

• Автор: Маничев, Александр Олегович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ФАЗОВОГО СИНТЕЗА НУЛЕЙ В ДН ФАР. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ ФАЗОВОГО СИНТЕЗА НУЛЕЙ

1.1. Краткое описание методов фазового синтеза нулей в ДН ФАР

1.1.1. Приближенные методы

1.1.2. Строгие методы для ФАР с непрерывным управлением

фазой фазовращателей

1.1.3. Методы, разработанные для ФАР с дискретными фазовращателями

1.1.4. Методы со сложными функционалами для улучшения формы ДН

1.1.5. Другие методы фазового синтеза

1.2. Анализ показателей работы методов фазового синтеза нулей
1.2.1. Условия численных экспериментов
1.2.2. Формирование одного локального нуля
1.2.3. Формирование двух локальных нулей
1.2.4. Формирование группы близко расположенных нулей
1.3. Выводы
Глава 2. ВЛИЯНИЕ ПОРЯДКА ПЕРЕБОРА ЭЛЕМЕНТОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ПОКООРДИНАТНОГО МЕТОДА ФАЗОВОГО СИНТЕЗА НУЛЕЙ ДН ФАР
2.1. Постановка задачи
2.2. Минимизация числа используемых элементов на примере формирования
одного нуля при равномерном амплитудном распределении ФАР
3. Оценка временной эффективности-поиска оптимального элемента
(на примере синтеза одного нуля)
2.4. Области расположения элементов, дающих максимальное
уменьшение функционала, в апертуре ФАР
2.5. Анализ влияния порядка перебора элементов на форму ДН
2.6. Выводы
Глава 3. ВЛИЯНИЕ СЛУЧАЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ АФР НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ДН ФАР В ОБЛАСТИ НУЛЕЙ
3.1. Корреляционная матрица комплексной ДН ФАР

3.2. Влияние амплитудных искажений на корреляцию компонент ДН в симметричных точках
3.3. Пространственная структура фонового уровня ДН ФАР
3.4. Закон распределения амплитуды поля в нулях средней комплексной ДН ФАР
3.5. Экспериментальный метод решения внутренней задачи статистической
теории антенн
3.5.1. Описание метода
3.5.2. Результаты применения метода
3.5.3. Законы распределения амплитудных и фазовых искажений
3.5.4. Зависимость характеристик искажений АФР от амплитуды при
спадающем амплитудном распределении
3.5.5. Применение полученных зависимостей для анализа диаграммы направленности ФАР со случайными искажениями А ФР
3.6. Выводы
Глава 4. МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ ГЛУБОКИХ УЗКИХ ПРОВАЛОВ В ДН ФАР
’ СО СЛУЧАЙНЫМИ ИСКАЖЕНИЯМИ АФР
4.1. Метод фазового формирования нулей в ДН ФАР со случайными искажениями АФР
4.2. Статистическая модель работы методаи оценка глубины нуля,
достижимой с помощью предложенного метода
4.3. Экспериментальные результаты
4.4. Выводы
Глава 5. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ РАСШИРЕННЫХ ГЛУБОКИХ ПРОВАЛОВ В ДН ФАР СО СЛУЧАЙНЫМИ ИСКАЖЕНИЯМИ АФР
5.1. Уровень ДН в окрестности формируемого нуля, достигаемый покоординатным методом с использованием измерений
5.2. Метод формирования расширенных нулей, основанный на
оптимизации ДН ФАР перед измерениями
5.3. Метод формирования расширенных нулей, основанный на корреляционных свойствах ДН ФАР
5.4. Пример выбора оптимальных коэффициентов аппроксимации при
I реализации метода, основанного на корреляционных свойствах ДН ФАР

5.5. Экспериментальные результаты
5.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

этим функционалом для многоэлементной плоской неэквидистантной ФАР показал, что работоспособность метода сильно зависит от выбора величины отрицательного весового множителя. Поскольку автоматизация выбора этой величины требует дополнительного анализа, результаты по данному методу здесь не приводятся.
1.1.5. Другие методы фазового синтеза
Не все описанные в доступной литературе методы фазового синтеза были реализованы в целях сравнительного анализа их характеристик применительно к задаче формирования глубоких нулей в ДН плоской неэквидистантной ФАР. Так, например, безусловно, интересные методы [70-73] направлены на синтез ДН специальной формы в ФАР с некоторым простым (например, равномерным) амплитудным распределением. Для решения задачи в данной постановке требуется вначале найти АФР, реализующее заданную ДН, а затем приблизиться к желаемому АФР путём изменения фаз возбуждений'элементов ФАР при заданном амплитудном распределении. Дополнительный этап амплитудно-фазового синтеза нулей как минимум, снижает временную эффективность этих методов. Кроме того, методы [70-73] являются приближёнными, что не позволяет стабильно добиваться глубоких нулей ДН.
В литературе описаны также методы, которые авторам не удалось обобщить на решение задачи, выбранной для сравнительного анализа: формирование нескольких независимых нулей, расположенных в произвольных направлениях за пределами главного максимума в ДН плоской неэквидистантной ФАР! К этим методам относятся:
1)'Метод фазовогссинтеза, предложенный в [74], так как он применяется лишь для синтеза ДН линейной эквидистантной решётки и способен сформировать лишь один независимый нуль.
2) Несомненно полезный для исследования! возможностей антенн по управлению Д14 метод ортогональных апертурных полиномов ф75, 76] не удалось применить к случаю формирования глубоких нулей в ДН плоской неэквидистантной ФАР, используемой в данном исследовании, ввиду вычислительных трудностей, связанных как с формированием двумерных апертурных полиномов, так и с обеспечением перехода от исходной дискретной структуры ФАР к непрерывной апертуре и обратно.
Кроме того, не реализовывались методы заведомо практически неработоспособные в многоэлементных ФАР. К этим методам относятся:
1) Метод ветвей и границ, предложенный в [77, 78], так как он обладает следующими недостатками. В соответствии с канонической процедурой метода ветвей и границ, используемого для формирования нулей, на каждом шаге требуется находить аналитиче-