Антенные решетки, синтезированные по широкополосному сигналу, для средств связи беспилотных авиационных комплексов

• Автор: Сагадеев, Гумер Ильдарович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Требования к антенным устройствам средств связи и направления их реализации

1.1 Требования к антеннам средств связи

1.1.1 Требования к антеннам средств связи в общем случае

1.1.2 Требования к энергетическим показателям

1.1.3 Требования к показателям помехозащищенности

1.2 Пути улучшения антенн средств связи

1.2.1 Пути улучшения бортовых антенн

1.2.2 Пути улучшения наземных антенн

1.3 Выводы по Главе
Глава 2. Бортовые антенны с диаграммами направленности, синтезированными по широкополосному сигналу
2.1 Принцип синтезирования антенных решеток
2.2 Задачи применительно к бортовым антенным решеткам
2.2.1 Особенности бортовых антенных решеток
2.2.2 Модель антенной решетки, синтезированной по широкополосному
сигналу
2.2.3 Задачи оптимизации бортовых антенных решеток
2.2.4 Иллюстрации синтеза диаграмм направленности
2.3 Выводы по Главе
Глава 3. Наземные антенны с диаграммами направленности, синтезированными по широкополосному сигналу
3.1 Особенности наземных антенн
3.2 Модель наземной антенны, синтезированной по широкополосному
сигналу
3.3 Иллюстрации применения широкополосных сигналов в антенных
решетках наземных средств связи
3.4 Выводы по главе
Глава 4. Вопросы практической реализации наземных и бортовых антенн, синтезированных по широкополосному сигналу
4.1 Возможности аппаратной реализации широкополосных систем связи
4.2 Оценки эффективности бортовых антенн
4.2.1 Организация расчетных процедур
4.2.2 Численные оценки эффективности бортовых антенн
4.3 Оценка эффективности антенн наземной части радиоаппаратуры
4.3.1 Требования к антенне наземной части радиоаппаратуры
4.3.2 Схема наземной антенны
4.3.3 Модель антенной решетки наземной антенны
4.3.4 Результаты расчетов
4.4 Выводы по Главе
Основные результаты и выводы

Введение
В настоящее время наблюдается большой интерес к беспилотной летательной технике практически во всех развитых странах. Благодаря революционному развитию ряда технических направлений в последнее десятилетие беспилотные летательные аппараты (БЛА) или дистанционнопилотируемые летательные аппараты (ДПЛА) представляются эффективными для решения широкого спектра как военных, так и гражданских задач, многие из которых можно охарактеризовать тремя определениями - монотонные, «грязные» и опасные. Прежде всего речь идет о задачах, где применение беспилотной летательной техники более перспективно по сравнению с пилотом на борту, а именно, тогда когда требуется:
а) длительное и монотонное выполнение функций (к примеру, поиск и наблюдение)
б) мониторинг объектов, нахождение возле которых опасно для человеческого организма (к примеру, районы радиационных аварий)
в) боевые вылеты в районы, хорошо защищенные средствами ПВО, в которых существует высокий риск потери летательного аппарата.
Существует перспектива применения БЛА и в тех областях, где отсутствие пилота на борту позволяет сделать летательный аппарат более компактным и дешевым.
По оценкам американских экспертов, сегодня активно занимаются проблемами создания ДПЛА около 45 стран. Среди них США, Израиль, Иран, Швеция, Бельгия, Италия, Франция, Великобритания, Германия, Австралия и др. развитые и даже развивающиеся страны.

Наиболее интенсивное развитие беспилотной летательной техники наблюдается в США, где затрачивается 73% от расходов на разработку и производство БЛА, осуществляемых во всем мире. [1,2] В ближайшие годы финансирование военных программ развития БЛА в США планируется увеличить почти на порядок, так что к 2010 г оно будет составлять ежегодно около $3 млрд.[3]
Рис. Ежегодные затраты Министерства обороны США на разработку систем БЛА (млн.$)
Совершенно очевидно, что наряду с сугубо военными разработками в области БЛА появятся также средства и технологии двойного назначения. Американская авиационная индустрия, испытывающая кризис в результате падения спроса на пассажирские самолеты, уже сейчас активно изучает области возможного расширения спроса в гражданской сфере на беспилотную технику и делает настойчивые попытки изменить законодательство для того, чтобы устранить бюрократические препятствия к ее широкому внедрению в народном хозяйстве [4]. К наиболее перспективным направлениям можно отнести использование БЛА в транспортной и сельскохозяйственной авиации, для связи, охраны объектов, регулирования транспортных потоков в крупных городах и т.п.
Однако особенно активно в последнее время все же говорят о боевой беспилотной авиации (ББА). В книге [5] приведен ретроспективный анализ функциональных концепций беспилотной боевой авиации.

ограничения: стоимость, габариты, коэффициент усиления и т.д. Появление ШП систем открывает дополнительные возможности. Их можно проиллюстрировать примером из работы [35].
В 60-ые годы были рассмотрены вопросы влияния немонохромотичности сигнала на направленные свойства антенной решетки. Для анализа этого влияния рассматривался многочастотный сигнал,
выражаемый соотношением « , где п - количество частот. Тогда
сигналы на выходе двух изотропных излучателей, расположенных на
£ (<ОцШ-кп<р)
расстоянии 2а будут соответственно равны и , где
(р = а эт в
Если при , промощи гетеродинирования преобразовать частоту выходных сигналов обоих элементов к т и просуммировать результаты , то на выходе получим
J = соъ(кпаБт 0)
(1.23)
Полученное выражение совпадает с формулой для выходного сигнала решетки эквидистантных излучателей, число которых равно числу фиксированных частот в исходном сигнале. Таким образом, решетка из двух элементов, принимающая широкополосный сигнал, при соответствующей обработке эквивалентна по своим направленным свойствам многоэлементной решетке, принимающей монохроматический сигнал.
На основе вышеизложенного, можно сделать вывод, что в части наземных антенн, также существуют определенные возможности, связанные со специальным построением антенн, обладающих частотной зависимостью и учитывающих широкополосность сигнала.
1.3 Выводы по Главе
1. Сформулированы основные требования к электрическим показателям антенн наземной и бортовой частей аппаратуры связи пункта управления с беспилотными летательным аппаратом. Для наземных