Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences65067010.31857/S0033849424050012ILSOQVELECTRODYNAMICS AND RADIO WAVE PROPAGATIONЭЛЕКТРОДИНАМИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛНResearch ArticleMathematical model of a signal of radar on the base of antenna array with two-dimensional frequency scanningМатематическая модель сигнала радиолокатора на основе антенной решетки с двумерным частотным сканированиемBankovS. E.БанковС. Е.
Russian Federation
sbankov@yandex.ruKomarovA. A.КомаровА. А.
Russian Federation
sbankov@yandex.ruMikhailovM. S.МихайловМ. С.
Russian Federation
sbankov@yandex.ruKotelnikov’s Institute of Radio Engineering and ElectronicsИнститут радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН1505202469540341331012025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://innoscience.ru/0033-8494/article/view/650670

An antenna array with series excitation and its application as part of a radar with linear frequency modulation are considered. An analysis of an array consisting of Na parallel one-dimensional sub-arrays with series excitation forming a two-dimensional radiating array and coupling waveguides connecting the output of the n-th sub-array with the input of n+1 sub-array through 180° waveguide turns is presented. An approximate model of the antenna is proposed, which makes it possible to determine its main technical characteristics. Using the developed model, the time characteristics of the signal at the output of an ultrahigh frequency unit of a homodyne radar with linear frequency modulation are investigated. The dependences of the array quality indicators on the scattering parameters of elementary radiators and waveguide 180° turns are analyzed, and the technical requirements for them are formulated. It is shown that the radar provides scanning in the sector of azimuth angles ± 40° and ± 10° in the elevation with a frequency deviation in the 2 GHz band.

Рассмотрена антенная решетка с последовательным возбуждением и ее применение в составе радиолокатора с линейной частотной модуляцией. Представлен анализ решетки, состоящей из Na параллельных одномерных подрешеток с последовательным возбуждением, образующих двумерную излучающую решетку и волноводов связи, соединяющих через волноводные повороты на 180° выход n-й подрешетки со входом n+1 подрешетки. Предложена приближенная модель антенны, позволяющая определить ее основные технические характеристики. С помощью разработанной модели исследованы временные характеристики сигнала на выходе сверхвысокочастотного блока гомодинного радиолокатора с линейной частотной модуляцией. Проанализированы зависимости показателей качества решетки от параметров рассеяния элементарных излучателей и волноводных поворотов на 180°, сформулированы предъявляемые к ним технические требования. Показано, что рассматриваемый радиолокатор обеспечивает сканирование в секторе азимутальных углов ±40° и ±10° по углу места при девиации частоты в полосе 2 ГГц.

array with two dimensional frequency scanningradarradiation patterngainрешетка с двумерным частотным сканированиемрадиолокатордиаграмма направленностикоэффициент усиленияРоссийский научный фондRussian Science Foundation24-29-00163Банков С.Е. Антенные решетки с последовательным питанием. М.: Физматлит, 2013.Stegen R.J. // Trans. IRE Professional Group on Antennas and Propagation. 1952. V. 1. № 1. P. 62.Rotman W., Oliner A.A. // IRE Trans. 1959. V. MTT-7. № 1. P. 134.McCormick G. // IRE Trans. 1958. V. AP-6. № 1. P. 26.Rotman W. // IRE Trans. 1958. V. AP-6. № 1. Р. 96.Ettorre M., Sauleau R., Le Coq L., Bodereau F. // IEEE Trans. 2014. V. AP-62. № 14. P. 1991.Cheng Н., Hong W., Wu K. et al. // IEEE Trans. 2008. V. AP-56. № 9. P. 3055.Albani M., Ettorre M., Maci S. et al. // Euroр. Conf. on Antennas and Propagation (EuCAP) 2007. Edinburgh. 11–16 Nov. 2007. N.Y.: IEEE, 2007. Article No. 445897. http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=4458971Хансен Р.С. Сканирующие антенны СВЧ. М.: Сов. радио, 1971. Т. 3.Банков С.Е., Фролова Е.В. // РЭ. 2017. Т. 62. № 9. С. 833.Елисеев С.Е., Гусевский В.И., Терехов В.А. и др. Радиолокационная система ближнего действия для предупреждения столкновения с препятствиями маневрирующих на аэродроме летательных аппаратов Пат. РФ № 2192653. Опубл. офиц. бюл. “Изобретения. Полезные модели” № 31 от 10.11.2002.Баскаков А.И., Жутяева Т.С., Лукашенко Ю.И. Локационные методы исследования объектов и сред. М.: ИЦ “Академия”, 2011.Проектирование фазированных антенных решеток / Под ред. Д.И. Воскресенского. М.: Радиотехника, 2012.Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высш. школа, 1988.Уолтер К. Антенны бегущей волны. М.: Энергия, 1970.