Микрополосковые антенны для бистатической радиолокационной системы, размещенной на БЛА

Введение. Статья посвящена исследованию особенностей работы бистатической радиолокационной системы, установленной на беспилотном летательном аппарате, и обоснованию выбора оптимальной антенно-фидерной системы для неё. Подчёркнута важность учёта влияния корпуса беспилотного летательного аппарата, выполненного из токопроводящего материала, на характеристику направленности антенны и поляризацию излучаемых сигналов. Отмечено отсутствие в литературе достаточного количества информации и рекомендаций относительно подбора антенно-фидерной системы для бистатической радиолокационной системы, устанавливаемой на беспилотных летательных аппаратах, что определяет актуальность проводимого исследования.

Цель. Цель работы состоит в разработке требований к выбору и расчёту, моделированию антенно-фидерной системы, удовлетворяющей условиям эксплуатации в составе бистатической радиолокационной системы.

Материалы и методы. Представлены этапы разработки и тестирования выбранного решения, включающие определение технических требований к антенно-фидерной системе, оценка применимости известных конструкций антенн, расчёт и изготовление опытных образцов, проведение экспериментальных исследований. Для моделирования и оптимизации характеристик микрополосковых антенн использовался специализированный программный комплекс Antenna Designer пакета MATLAB.

Результаты и обсуждение. По результатам проведённых исследований установлено, что использование микрополосковых антенн обеспечивает возможность создания однонаправленного излучения, стабильность электрических параметров в рабочем диапазоне частот и технологичность изготовления. Описаны конструктивные преимущества микрополосковых антенн, выявленные в ходе исследований.

Заключение. Сделан вывод о целесообразности применения микрополосковых антенн для решаемых задач и предложено направление дальнейших исследований, связанное с созданием двухэлементных антенных решёток для повышения эффективности функционирования бистатической радиолокационной системы.

1. Bazhenov A., Sagdeev K., Goncharov D., Grivennaya N. Bistatic system for radar sensing of soil moisture // Engineering for Rural Development: 20. 2021. Vol. 20. P. 919–925. https://doi.org/10.22616/ERDev.2021.20.TF207

2. Линец Г. И., Баженов А. В., Гривенная Н. В., Гончаров В. Д. Радиолокационное измерение комплексной относительной диэлектрической проницаемости и объемной влажности почвы. Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий ("РЭУС- ИТ 2023"): Доклады Всероссийской конференции, посвящённой "Дню радио", Москва, 07–09 июня 2023 года. Москва: РНТОРЭиС им. А.С. Попова, 2023. С. 79-83.

3. Воскресенский Д. И., Степаненко В. И., Филиппов В. С. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток: учебное пособие для ВУЗов; под общ. ред. Д. И. Воскресенского. М.: Изд-во Радиотехника. 2003. 632 с.

4. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. Учеб. для радиотехнич. спец. вузов; М.: Изд-во Высшая школа. 1988. 432 с.

5. Balanis C. A. Antenna Theory: Analysis and Design: Book. New Jersey: Wiley-Interscience, 2005. 1136 p.

6. Петров А. С., Макеев В. В. Анализ характеристик микрополосковых антенн в дециметровом диапазоне // Радиотехника и электроника. 2013. Т. 58. №. 3. С. 213–213.

7. Volakis J.L. Antenna Engineering Handbook. New York: McGraw-Hill, 2007. 1755 р.

8. Панченко Б. А., Нефедов Е. И. Микрополосковые антенны; М.: Изд-во Радио и связь. 1986. 144 с.

9. Харин Ю. С. Анализ применения полосковых и микрополосковых антенн в системах связи специального назначения // Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем. 2018. С. 196–197.

10. Гусинский А. В., Свирид М. С., Кондрашов Д. А., Копшай А. А., Булавко Д. Г., Лисов Д. А. Моделирование микрополосковой антенны радиовысотомера для летательного аппарата //Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. 2021. Т. 19. №. 5. С. 5–12.

11. Савочкин А. А., Чуян В. А. Разработка и исследование микрополосковой антенны MIMO // Modern Science. 2020. Т. 7. №. 2. С. 392–396.

12. James J. R., Hall P. S. Handbook on Microstrip Antennas. London: Peter Peregrinus Ltd, 1989. 1311 p.

13. Kao-Cheng H., Edwards D. J. Millimetre Wave Antennas for Gigabit Wireless Communications: A Practical Guide to Design and Analysis in a System Context. JohnWiley & Sons Ltd, 2008. 271 p.

14. Меркулов В. И., Гандурин В. А., Дрогалин В. В. Авиационные системы радиоуправления: учебник для военных и гражданских ВУЗов. М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского. 2008.