Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ АНТЕННЫХ РЕШЁТОК В ПО MATLAB

Акишев М.С. 1 Петров М.Н. 1 Анаров М.Ж. 1
1 ФГБОУ ВО «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева»
В работе рассматриваются разработанные программы для моделирования геометрии антенных решёток. Представлена программа расчёта диаграммы направленности антенн в формате 3D моделирования в ПО MATLAB. Программа создана для автоматизации задачи получения диаграммы направленности антенн, в 2D- и 3D форматах. Разработана программа моделирование фазированных антенных решёток (ФАР) со случайным расположением элементов массива. Разработана программа моделирования 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). Высокое качество приёма сигналов позволит повысить безопасность полётов космических аппаратов и космонавтов. Особенно это важно при исследовании дальнего космоса.
геометрия размещения
моделирование антенн
оптимизация размещения
надёжность обработки информации
проблемы приёма
безопасность полётов
космос
1. Петров М.Н., Акишев М.С.Использование фазированных антенных решёток (антенных массивов) для повышения качества обработки сигналов в радиоастрономии // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. – 2014. – № 3. ВИНИТИ РАН. – С. 70–76.
2. Петров М.Н., Акишев М.С. Планирование и оптимизация геометрии размещения панелей радиотелескопа // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. – 2014. – № 4. ВИНИТИ РАН. – С. 56–63.
3. Петров М.Н., Акишев М.С. Моделирование фазированных антенных решёток (ФАР) со случайным расположением элементов массива // Свидетельство РОСПАТЕНТ о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2014660931 зарег. 20 октября 2014.
4. Петров М.Н., Акишев М.С. Преобразование Диаграммы направленности антенн в формате 3D моделирования в ПО MATLAB // Свидетельство РОСПАТЕНТ о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2014662689, зарег. 05.12.2014.
5. Петров М.Н., Акишев М.С. Моделирование фазированных антенных решёток (ФАР) с равноудалёнными элементами массива // Свидетельство РОСПАТЕНТ о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2014663094, зарег. 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.


Библиографическая ссылка

Акишев М.С., Петров М.Н., Анаров М.Ж. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ АНТЕННЫХ РЕШЁТОК В ПО MATLAB // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 7-4. – С. 741-744;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38812 (дата обращения: 03.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074