Реализация адаптивной антенной решетки для аппаратуры потребителей спутниковой навигации

Аннотация

Разработан и изготовлен макет адаптивной антенной решетки, работающей в диапазоне частот L1 спутниковых радионавигационных систем. Рассчитаны радиотехнические характеристики базового излучателя антенной решетки. Излучатель выполнен в виде керамического микрополоскового антенного элемента, состоящего из излучающего элемента, керамической подложки, возбуждающего штыря и металлического экрана. Приведено описание конструкции антенной решетки, состоящей из основания и восьми излучателей. Конструкция разработанной решетки выбрана с учетом обеспечения минимальных габаритных размеров и минимизации взаимовлияния между излучателями. Для подтверждения работоспособности выбранной конфигурации антенной решетки изготовлен действующий макет, состоящий из микрополосковых керамических излучателей и основания. Основание макета изготовлено из PLA-пластика с использованием технологии 3D-печати и представляет собой вырезку из боковой поверхности цилиндра. Приведенные результаты измерений коэффициента стоячей волны по напряжению подтвердили работоспособность макета антенной решетки в диапазоне частот L1 спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Результаты анализа численных расчетов и измерений подтвердили правильность реализованных в антенной решетке технических решений. Использование технологии 3D-печати позволило ускорить отработку технических решений по реализации макета антенной решетки. Предложенная конструкция антенной решетки может быть использована в приемниках навигационных сигналов с адаптивным формированием диаграммы направленности

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Ермилов А.С., Балашов А.Ю., Гюльмагомедов Н.Х. и др. Реализация адаптивной антенной решетки для аппаратуры потребителей спутниковой навигации. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 2 (149), c. 82--95. EDN: QVXCWJ

Литература

[1] Лось В.Ф. Микрополосковые и диэлектрические резонаторные антенны. М., ИПРЖР, 2002.

[2] Панченко Б.А., Нефедов Е.И. Микрополосковые антенны. М., Радио и связь, 1986.

[3] Жексенов М.А., Печурин В.А., Волченков А.С. Антенная решетка с печатными излучателями для БПЛА. Труды МАИ, 2011, № 45. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=25385&PAGEN_2=2

[4] Ксендзук А.В. Синтез апертуры с использованием навигационной системы ГЛОНАСС. Успехи современной радиоэлектроники, 2003, № 11, с. 44--54.

[5] Яскин Ю.С., Харисов В.Н., Ефименко В.С. и др. Характеристики подавления помех в первом образце помехоустойчивой аппаратуры потребителей СРНС ГЛОНАСС/GPS с адаптивной антенной решеткой. Радиотехника, 2010, № 7, с. 127--136. EDN: NBGVFD

[6] Слюсар В.И. Цифровые антенные решетки: решения задач GPS. Электроника: НТБ, 2009, № 1, с. 74--78. EDN: OCALQL

[7] Зимин А.С., Криницкий Г.В. Применение многоантенных систем для повышения помехозащищенности систем спутниковой радионавигации на подвижных объектах. Труды МАИ, 2012, № 51. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=29151

[8] Григорьев Л.Н. Цифровое формирование диаграммы направленности в фазированных антенных решетках. М., Радиотехника, 2010.

[9] Нефедов Е.И., Фиалковский А.Т. Полосковые линии передачи. М., Наука, 1980.

[10] Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М., Энергия, 1966.

[11] Банков С.Е., Давыдов А.Г., Папилов К.Б. Малогабаритные печатные антенны круговой поляризации. Журнал радиоэлектроники, 2010, № 8. URL: http://jre.cplire.ru/win/aug10/1/text.html

[12] Мигалёв И.Е. Практическое применение метода конечных разностей во временной области к моделированию электромагнитного поля. Ползуновский вестник, 2012, № 4, с. 33--35. EDN: PYQAYZ

[13] Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. М., Радиотехника, 2010.

[14] Гнедак П.В. Фазовый синтез нулей в диаграммах направленности апертурных антенн на основе метода апертурных ортогональных полиномов. Автореф. дис. … канд. техн. наук. М., МЭИ, 2009.

[15] Астапов В.Ю., Хорошко Л.Л., Дудков К.В. Оценка применения аддитивных технологий для создания аэродинамических моделей космических головных частей. Труды МАИ, 2018, № 101. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=96683

[16] Демиденко Е.В., Кузьмин С.В., Кирик Д.И. 3D печать антенно-фидерных устройств с использованием полимерных материалов. Электроника и микроэлектроника СВЧ, 2018, т. 1, с. 491--495. EDN: UUZBTO

[17] Балашов А.Ю., Ермилов А.С., Гюльмагомедов Н.Х. Применение 3D печати при разработке конструкций, обладающих радиопрозрачными свойствами. Аддитивные технологии: настоящее и будущее. Матер. VII Междунар. конф. Москва, ВИАМ, 2021, с. 180--189. EDN: COSCVL

[18] Ендогур А.И., Кравцов В.А., Солошенко В.Н. Принципы рационального проектирования авиационных конструкций с применением композиционных материалов. Труды МАИ, 2014, № 72. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=47572

[19] Харалгин С.В., Войтович М.И. Исследование диэлектрических характеристик материалов, изготавливаемых с применением аддитивных технологий. Российский технологический журнал, 2021, № 2, с. 57--65. DOI: https://doi.org/10.32362/2500-316X-2021-9-2-57-65

[20] Тарасова Т.В., Скорняков И.А. Возможности аддитивных технологий в производстве полимерных композиционных материалов. Автоматизация и управление в машиностроении, 2017, № 3, с. 7--11. EDN: XMZHID