Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

MODELLING OF GEOMETRY OF ANTENNA LATTICES IN ON MATLAB

Akishev M.S. 1 Petrov M.N. 1 Anarov M.Z. 1
1 Reshetnev Siberian State Aerospace University
8055 KB
In work the developed programs for modeling of geometry of antenna lattices are considered. The program of calculation of the directional pattern of antennas in the 3D format of modeling is presented to PO MATLAB. The program, is created for automation of a problem of obtaining the directional pattern of antennas, in 2 of D and 3D-formats. The program modeling of the Phased Antenna Lattices (PAL) with a casual arrangement of elements of the massif is developed. The program modeling of the Phased Antenna Lattices (PAL) with equidistant elements of the massif is developed. This program allows to carry out modeling of the directional pattern of the Phased Antenna Lattices (HEADLIGHTS) of various massifs in equally carried arrangement (the cellular). High quality of reception of signals will allow to increase safety of flights of spacecrafts and astronauts. Especially it is important at research of distant space.
placement geometry
modeling of antennas
placement optimization
reliability of information processing
reception problem
safety of flights
space
1. Petrov M.N., Akishev M.S.Ispolzovanie fazirovannyx antennyx reshyotok (antennyx massivov) dlya povysheniya kachestva obrabotki signalov v radioastronomii // Problemy bezopasnosti i chrezvychajnyx situacij. 2014. no. 3. VINITI RAN, Moskva рр. 70–76.
2. Petrov M.N., Akishev M.S. Planirovanie i optimizaciya geometrii razmeshheniya pa-nelej radioteleskopa // Problemy bezopasnosti i chrezvychajnyx situacij. 2014. no. 4. VINITI RAN, Moskva рр. 56–63.
3. Petrov M.N., Akishev M.S. Modelirovanie Fazirovannyx Antennyx Reshyotok (FAR) so sluchajnym raspolozheniem elementov massiva // Svidetelstvo ROSPATENT o gosudarstvennoj registracii programmy dlya EVM. no. 2014660931 zareg. 20 oktyabrya 2014.
4. Petrov M.N., Akishev M.S. Preobrazovanie Diagrammy napravlennosti antenn v formate 3D modelirovaniya v PO MATLAB. // Svidetelstvo ROSPATENT o gosudar-stvennoj registracii programmy dlya EVM. no. 2014662689, zareg. 05.12.2014.
5. Petrov M.N., Akishev M.S. Modelirovanie Fazirovannyx Antennyx Reshyotok (FAR) s ravnoudalyonnymi elementami massiva // Svidetelstvo ROSPATENT o gosudarstvennoj registracii programmy dlya EVM. no. 2014663094, zareg. 16.12.2014.

Вопросу планирования и оптимизации при развёртывании элементов радиотелескопа на определённом, строго ограниченном участке, посвящено много работ. Цель данной статьи состоит в представлении результатов по созданию моделей анализа и оптимизации антенных решеток в среде MATLAB [1–5].

Программа для расчёта диаграммы направленности антенн в формате 3D моделирования в ПО MATLAB зарегистрирована в РОСПАТЕНТЕ [4]. Программа создана для автоматизации задачи получения диаграммы направленности антенн в 2 D и 3D форматах. Программа позволяет получить диаграмму направленности антенны в форматах 2 D и 3D, в объёмном виде в цветовом представлении.

Результаты действия программы представлены на рис. 1–3.

Моделирование фазированных антенных решёток (ФАР) со случайным расположением элементов массива

Программа, представленная в работе [3], позволяет проводить моделирование диаграммы направленности фазированных антенных решёток (ФАР) в не равно разнесённом расположении (случайном). Программа отображает направление и мощность в излучаемом направлении энергии, а также отображает разность мощности излучаемой главным лучом от средней мощности боковых лепестков. Программный код написан на программном обеспечении Matlab 2010. Программа учитывает, что за массивом антенн стоит экран, который не даёт отразиться задним лепесткам. Применяется для проектирования и моделирования антенн различного назначения. Действие программы представлено на рис. 4.

pic_88.wmf pic_89.wmf

Рис. 1. 3D вид и вид сбоку диаграммы направленности ФАР, состоящих из массива 14×14 изотропных антенн

pic_90.wmf pic_91.wmf

Рис. 2. 3D вид и вид сбоку диаграммы направленности ФАР, состоящих из массива 14×14 направленных антенн, каждый элемент которого имеет усиление в 15дБи

Моделирование фазированных антенных решёток (ФАР) с равноудалёнными элементами массива

Данная программа позволяет проводить моделирование диаграммы направленности фазированных антенных решёток (ФАР) различных массивов в равно разнесённом расположении (клеточном) [5]. Программа отображает направление и мощность в излучаемом направлении энергии, а также показывает в градусах ширину как главного, так и боковых лепестков. Программный код написан на программном обеспечении Matlab 2010. Программа учитывает, что за массивом антенн стоит экран, который не даёт отразиться задним лепесткам. Действие программы представлено на рис. 5. Область применения программ – при проектировании и моделировании антенн различного назначения, а также в учебном процессе при подготовке магистров и аспирантов. Программы обладают рядом преимуществ: простота реализации, использование широко распространённого программного обеспечения, малое время расчётов.

pic_92.tif

Рис. 3. 3D и 2D вид диаграммы направленности антенны волновой канал в ПО CST Microwave

pic_93.wmf

Рис. 4. Преобразованная диаграмма направленности в ПО Matlab

pic_94.wmf pic_95.wmf

Рис. 5. 3D вид и вид сбоку диаграммы направленности ФАР, состоящих из массива из 196 хаотично разнесённых изотропных антенн

Рецензенты:

Антамошкин А.Н., д.т.н., профессор кафедры «Системный анализ», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный аэрокосмический университет», г. Красноярск;

Малинкин В.Б., д.т.н., профессор кафедры «Системы передачи информации», ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики», г. Новосибирск.