Поляризаційно-адаптивні антенні системи

7. Створено узагальнену математичну модель і проведено теоретичні дослідження коаксіально-рупорної антени загального вигляду. Вперше для знаходження узагальнених матриць розсіювання співвісних стиків коаксіальних хвилеводів з довільною геометрією використано метод інтегральних рівнянь. Показано, що при одній і тій же точності час розрахунку характеристик коаксіально-рупорної антени за програмою на основі методу інтегральних рівнянь на порядок менше часу розрахунку за програмою на основі відомого матричного методу узгодження полів власних хвиль хвилеводів, що стикуються.

8. Створено універсальні математичні моделі і проведено теоретичні дослідження скінченних плоских антенних решіток на основі вісесиметричних поздовжньо-нерегулярних коаксіальних апертурних випромінюючих елементів, розташованих на плоскому нескінченному ідеально провідному металевому екрані, при збудженні їх електромагнітними хвилями довільних поляризацій. Випромінюючі елементи можуть бути неоднаковими, розташовуватись на довільних відстанях, збуджуватися довільними типами власних хвиль. Забезпечено можливість урахування довільного числа власних хвиль у кожному випромінювачі і взаємодії між усіма враховуваними типами хвиль у всіх випромінювачах антенної решітки, а також відбиття хвиль від межі відкритого кінця окремого вісесиметричного хвилеводу з вільним простором.

9. Запропоновано спектральний та наближений спектральний критерії періодичності циклічного процесу - це нормовані відхилення, відповідно, на 1% та на 10% відносної енергії, зосередженої в основному пелюстку його спектру, від граничного значення, що відповідає ідеальному періодичному процесу. Показано, що запропонований спектральний критерій періодичності може служити практичною мірою періодичності квазіперіодичних процесів і виступати гарантованою достатньою умовою для застосування апарату періодичних функцій в дослідженнях антен, побудованих на основі відрізків періодичних структур.

10. Розроблено математичні моделі і проведено дослідження кільцестержневих, дискостержневих та дискотрубчастих антен поверхневої хвилі. В рамках цих моделей розв'язано задачі поширення електромагнітних хвиль у зазначених вісесиметричних періодичних ребристих структурах і визначено їх поля випромінювання з використанням методу еквівалентної апертури. Досліджено збіжність одержуваних розв'язків до точних при збільшенні кількості враховуваних просторових гармонік над ребристою структурою та коливань в резонаторах. Визначено критерій вибору коректного співвідношення між числом враховуваних гармонік та числом коливань, при якому розв'язок задачі на власні хвилі ребристої структури найшвидше збігається до точного. У результаті виконаних теоретичних та експериментальних досліджень встановлено, що для всіх цих антен є принципова можливість одержання низьких рівнів кросполяризаційного випромінювання у заданому діапазоні частот при належному виборі їх геометричних параметрів.

Розроблено та експериментально досліджено взірці широкосмугових дискостержневої та дискотрубчастої антен з оригінальними пристроями їх збудження за допомогою коаксіально-хвилевідного роздільника і трансформаторів хвилі коаксіального хвилеводу в гібридну хвилю ребристої структури. Показано, що запропонований пристрій збудження за допомогою коаксіально-хвилевідного роздільника суттєво підвищує механічну міцність всієї дискостержневої антени, дозволяє під'єднувати випромінювач безпосередньо до двоканальної системи оброблення інформації та забезпечує поляризаційну розв'язку не менше 40 дБ і КСХН<1,3 у смузі частот 37%.

11. Розроблено наукові основи та оригінальні конструкції хвилевідно-пластинчастих перетворювачів поляризації, які забезпечують функціонування поляризаційно-адаптивної антенної системи. Проведено електродинамічний аналіз широкосмугових секцій диференціального фазового зсуву на квадратному хвилеводі з прямокутними діафрагмими на протилежних стінках та хвилевідно-пластинчастого ортомодового перетворювача. Запропоновано принципово новий бездисперсійний обертач площини (або еліпса) поляризації електромагнітної хвилі, який не має аналогів у світі.

12. Розроблені наукові основи поляризаційної адаптації антенних систем та проектування їх ключових пристроїв втілено в побудову діючих зразків поляризаційно-адаптивних антенних систем і її окремих компонентів. Зокрема, запропоновані принципи, методи та способи поляризаційної адаптації практично реалізовано в діючих зразках поляризаційно-адаптивних антенних систем радіоелектронних засобів різного призначення та супутникових телекомунікаційних систем. Експериментально підтверджено високу точність узгодження або ортогоналізації поляризації випромінюваних радіосигналів по відношенню до довільної апріорно невідомої поляризації прийнятих радіосигналів у широкій смузі частот. Результатами проведених випробувань засвідчено кардинальне підвищення ефективності і розширення функційних можливостей радіотехнічних систем з адаптивно керованою поляризацією.

Синтезовано, розроблено і впроваджено у виробництво нові поляризаційно чисті офсетні антени Грегорі з еквівалентними діаметрами головних дзеркал 1,2 м, 1,8 м та 2,4 м, а також нові опромінюючі системи для існуючих гостроспрямованих вісесиметричних дводзеркальних антен Ku-діапазону з діаметрами головних дзеркал 3,0 м, 3,66 м та 7,0 м, які відповідають міжнародним стандартам МККР до антен земних станцій супутникових телекомунікаційних систем з поляризаційним ущільненням каналів і є предметом експорту України наукоємної високотехнологічної продукції. Синтезовано і практично реалізовано поляризаційно-інваріантну площинно-всеспрямовану дводзеркальну антену для наземних розподільних інформаційних систем з поляризаційним ущільненням каналів, дводіапазонну параболічну антену з діаметром головного дзеркала 3 м, дзеркальну антену з ультраширокодіапазонними логоперіодичними і щілинними опромінювачами.

Запропоновано, розроблено, практично реалізовано та експериментально досліджено унікальний бездисперсійний обертач площини (еліпса) поляризації, що не має аналогів у світі; оригінальні хвилевідно-пластинчасті ортомодові перетворювачі в різних поляризаційних базисах (лінійному, коловому, еліптичному); оригінальний широкосмуговий когерентний ортомодовий перетворювач у лінійному поляризаційному базисі з високим рівнем кросполяризаційної розв'язки; оригінальний пристрій для керування поляризацією електромагнітних хвиль; широкосмугові дискостержневі та кільцестерневі антени з низьким рівнем кросполяризаційного випромінювання; оригінальні високотехнологічні квазілогоперіодичні антени та широкосмугова малоелементна поляризаційно-інваріантна антенна решітка з низьким рівнем кросполяризації на основі коаксіально-рупорних випромінювачів.

Таким чином, сукупність одержаних наукових та практичних результатів можна кваліфікувати як вирішення проблеми точної поляризаційної адаптації антенних систем в умовах відсутності апріорної інформації про поляризацію радіосигналів, що приймаються. Вирішення цієї проблеми має важливе народногосподарське значення і є новим великим досягненням в теорії і практиці новітніх радіотехнічних систем з керованою поляризацією. Воно відкриває перспективи кардинального підвищення ефективності і розширення функційних можливостей радіоелектронних засобів приймання, передавання та руйнування інформації.

Сукупність запропонованих методів синтезу та одержані теоретичні та практичні результати по розробці та впровадженню у виробництво поляризаційно-інваріантних антен з низьким рівнем кросполяризаційного випромінювання, оригінальних перетворювачів поляризації і пристроїв розділення сигналів з ортогональними поляризаціями можна кваліфікувати як нове вагоме досягнення в теорії і практиці антен та мікрохвильових пристроїв.

Список опублікованих праць

1. Найденко В. И., Дубровка Ф. Ф. Аксиально-симметричные периодические структуры и резонаторы. - К: Вища школа, 1985. - 224 с.

2. Дубровка Ф. Ф. Учет поперечного тока в ленточных спиралях // Радиотехника и электроника. 1977. № 5. С. 905913.

3. Дубровка Ф. Ф., Найденко В. И. Разрежение спектра пространственных гармоник периодических структур // Вестник Киев. политехн. института. Радиотехника. 1979. Вып. 16. - С. 12 15.

4. Дубровка Ф. Ф. Фазовращатели СВЧ с фиксированным фазовым сдвигом на основе замедляющих систем // Вестн. Киев. политехн. ин-та. 1980. Вып. 17. - С. 17 20 (Радиотехника).

5. Дубровка Ф. Ф., Куприй А. М. Синтез четырехэлементных дискретных фазовращателей СВЧ // Вестн. Киев. политехн. ин-та. 1982. Вып. 19. - С. 23 25 (Радиотехника).

6. Дубровка Ф. Ф., Куприй А. М. Синтез фазовращателей СВЧ на основе реактивных элементов в волноводе // Радиоэлектроника. - 1982. - № 8. - С. 32 - 36 (Изв. высших учебн. заведений).

7. Olver A. D., Dubrovka F. F., Parini C. G. Propagation and radiation characteristics of disc-on-rod antenna // Radio Sci. - 1984. - V. 19, № 2. - P. 1439-1444.

8. Дубровка Ф. Ф., Роспопа Я. Е. Распространение электромагнитных волн в линиях передачи, нагруженных тремя неоднородностями // Вестн. Киев. политехн. ин-та. 1985. Вып. 22. - С. 13 18 (Радиотехника).

9. Дубровка Ф. Ф., Кадук Н. П. Оптимизация многоразрядных дискретных фазовращателей СВЧ на основе отрезков периодических структур // Вестн. Киев. политехн. ин-та. 1989. Вып. 26. - С. 6 10 (Радиотехника).

10. Дубровка Ф. Ф., Ленивенко В. А. Характеристики распространения и излучения электромагнитных волн дискостержневыми антеннами со ступенчатой формой дисков // Радиоэлектроника. 1990. № 2. С. 4247 (Изв. высших учебн. заведений).

11. Дубровка Ф. Ф., Пантов В. С. Излучение электромагнитных волн цилиндрическими кольцевыми антеннами // Радиоэлектроника. - 1991. - Т. 34, № 5. - С. 44 - 49 (Изв. высших учебн. заведений).

12. Дубровка Ф. Ф., Степаненко П. Я. Математическая модель осесимметричной коаксиально-рупорной антенны // Радиотехника и электроника. 1992. T. 37, № 12. С. 2168 2174.

13. Дубровка Ф. Ф., Ленивенко В. А. Синтез дискостержневых антенн // Радиоэлектроника. - 1993. - Т. 36, № 5. - С. 29 - 36 (Изв. высших учебн. заведений).

14. Дубровка Ф. Ф., Петрушевский Ю. В. Спектральный критерий периодичности // Радиоэлектроника. - 1993. - № 8. - С. 62 - 67 (Изв. высших учебн. заведений).

15. Дубровка Ф. Ф., Степаненко П. Я. Оптимальный синтез широкополосных фильтров // Радиотехника и электроника. - 1993. - Т. 38, № 4. - С. 652 - 654.

16. Дубровка Ф. Ф., Пантов В. С. Излучатель в виде открытого конца экранированного кольцевого волновода // Радиоэлектроника. - 1993. - Т. 36, № 12. - С. 3 - 17 (Изв. высших учебн. заведений).

17. Дубровка Ф. Ф., Петрушевский Ю. В. Решения краевых задач для собственных волн П-волновода с бесконечно тонким гребнем // Радиоэлектроника. - 1994. - Т. 37, № 10. - С. 39 - 47 (Изв. высших учебн. заведений).

18. Дубровка Ф. Ф., Степаненко П. Я. Широкополосные секции дифференциального фазового сдвига на гофрированном квадратном волноводе // Радиоэлектроника. - 1996. - Т. 39, № 2. - С. 3 - 10 (Изв. высших учебн. заведений).

19. Дубровка Ф. Ф., Дубровка Р. Ф., Ким А. С. Высокоэффективный итерационный метод дифракционного синтеза осесимметричных двухзеркальных антенн спутниковых информационных систем. Часть 1. Теория // Радиоэлектроника. 1998. № 7. С. 921 (Изв. высших учебн. заведений).

20. Дубровка Ф. Ф., Дубровка Р. Ф., Ким А. С. Высокоэффективный итерационный метод дифракционного синтеза осесимметричных двухзеркальных антенн спутниковых информационных систем. Часть 2. Результаты // Радиоэлектроника. 1998. № 8. С. 311 (Изв. высших учебн. заведений).

21. Дубровка Ф. Ф., Шренк А. Е. Анализ логопериодической вибраторной антенны методом конечных разностей во временной области // Радиоэлектроника. - 1998. - № 12. - С. 11 - 21 (Изв. высших учебн. заведений).

22. Дубровка Ф. Ф., Ким А. С. Новая математическая модель всенаправленных двухзеркальных антенн // Радиоэлектроника. 1999. № 6. С. 316 (Изв. высших учебн. заведений).

23. Дубровка Ф. Ф., Терещенко В. М. Щелевая антенна с изменяющейся шириной щели по кривой Гаусса // Радиоэлектроника. -- 2000. -- № 5. -- С. 3--13 (Изв. высших учебн. заведений).

24. Дубровка Ф. Ф., Терещенко В. М. Влияние ширины металлизации на характеристики излучения щелевых антенн // Радиоэлектроника. -- 2000. -- № 10. -- С. 3 -- 16 (Изв. высших учебн. заведений).

25. Дубровка Ф. Ф. Быстросходящийся итерационный метод синтеза // Радиоэлектроника. - 2000. - № 11. - С. 15 - 20 (Изв. высших учебн. заведений).

26. Дубровка Ф. Ф. Теория поляризационных преобразований электромагнитных волн линотропными средами // Радиоэлектроника. - 2001. -№ 5. - С. 3 - 12 (Изв. высших учебн. заведений).

27. Дубровка Ф. Ф. Адаптивная ортогонализация и согласование поляризаций радиосигналов // Радиоэлектроника. - 2001. - № 7. - С. 3 - 16 (Изв. высших учебн. заведений).

28. Сверхвысокочастотный фазовращатель: А. с. 964795 СССР, МКИ H01P1/18 / Ю. П. Гудзенко, Ф. Ф Дубровка (СССР). - Заявлено 30.05.1980 г. - Зарегистрировано в Госреестре изобретений СССР 8.06.1982 г. - С. 6.

29. Излучатель-фазовращатель отражательной ФАР: А. с. 1401540 / Ф. Ф Дубровка, А. М. Куприй, П. Я. Степаненко, В. В. Васильченко (СССР). - Опубл. 1988 г., Бюл. № 21.

30. Устройство управления поляризацией электромагнитных волн: А. с. 1501196 A1 СССР, МКИ H01P1/16 / В. А. Паниц, Ф. Ф Дубровка (СССР). - Заявлено 15.06.1987 г. - Опубл. 15.08.1989 г., Бюл. № 30. - С. 6.

31. Разделитель сигналов СВЧ с ортогональными поляризациями: А. с. 1617493 СССР, МКИ H01P1/161 / Ф. Ф Дубровка, Н. П. Кадук (СССР). - Заявлено 14.06.1988 г. - Опубл. 30.12.1990 г., Бюл. № 48. - С. 4.

32. Патент № 1 Україна від 30.06.95 р. Вібраторна антена / Ф. Ф. Дубровка, В. М. Глушенко, О. М. Купрій (Україна). - Заявл. 14.09.1994 р. - Зареєстровано в Держпатенті України 11.11.1994 р.

33. Патент UA 20578 A Україна, МКI H01P1/165. Бездисперсійний перетворювач поляризації / Ф. Ф. Дубровка, Ю. В. Петрушевський (Україна). - Заявл. 23.06.1994 р. - Зареєстровано в Держпатенті України 15.07.1997 р.

34. Патент RU 2090963 / С1 РФ, МКИ H 01Q 15/24, H 01P1/16. Способ адаптивного преобразования поляризации радиосигналов / Ф. Ф. Дубровка (Украина), Б. С. Исхаков (РФ). - Заявл. 11.06.1993 г. - Зарегистрировано в Госреестре изобретений РФ 20.09.1997 г. - 22 с.

35. Olver A. D., Dubrovka F. F. Propagation characteristics of open corrugated waveguides // Proc. of 12-th European Conference on MTT. Helsinki, 1982.

36. Dubrovka F. F., Olver A. D. Prediction of the radiation characteristics of the disc-on-rod antenna // Proc. of ICAP-83. - Norwich. - UK. - 1983. - P. 119 - 122.

37. Dubrovka F. F., Olver A. D., Raghavan K. Radiation characteristics of disc loaded horns // Proc. of 6-th Int. Conf. on Antennas and Propagation (ICAP'89). Warwick. April 4-11, 1989. P. 124127.

38. Дубровка Ф. Ф., Степаненко П. Я. Оптимизация осесимметричных рупорных антенн с криволинейными образующими // Первая Всесоюзн. научн.-техн. конф. “Математические методы анализа и оптимизации зеркальных антенн различного назначения”: Тез. докл. - Свердловск, 1989. - С. 143.

39. Дубровка Ф. Ф., Степаненко П. Я. Анализ коаксиальных рупорных антенн // Первая Всесоюзн. научн.-техн. конф. “Математические методы анализа и оптимизации зеркальных антенн различного назначения”: Тез. докл. - Свердловск, 1989. - С. 140.

40. Дубровка Ф. Ф., Степаненко П. Я. Новый подход к моделированию круглых гофрированных рупорных антенн // Тезисы докладов Всесоюзного семинара по АФУ. - Саратов. - 5 - 7 сентября 1990. - С. 26.

41. Dubrovka F. F., Petrushevsky Yu. V. Dual polarized compact antenna module // Proc. of the 1-t Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques (ICATT'95). Kharkiv, Ukraine. - 1995. P. 55.

42. Dubrovka F. F., Petrushevsky Yu. V. Optimal double-level synthesis of wideband waveguide septum OMT and ridged polarizers and rotators // Proc. of 1995 URSI Int. Symposium on Electromagnetic Theory, St. Petersburg, Russia. - P. 376-378.

43. Dubrovka F. F., Dubrovka R. F. Analysis of finite antenna arrays composed of finite length shielded disk-on-rod structures // Proc. of the 4-th Int. Conf. on Math. Methods in Electromagnetic Theory. Lviv. - Ukraine. - September, 1996. - P.302 - 305.

44. Dubrovka F., Stepanenko P. A new field theory approach for design of circular corrugated horn with axial slots // Proc. of the 4-th Int. Conf. on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory. - Lviv, Ukraine. - 1996. - P. 306 - 308.

45. Dubrovka F. F. An universal extremely fast-convergent iterative synthesis technique for antennas and microwave components // Proc. of the 2-d Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques. Kyiv, Ukraine. - 1997. P. 1011.

46. Dubrovka F. F., Kim O. S. Radiation characteristics of finite length disc-on-rod antennas // Proc. of the 2-d Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques. Kyiv, Ukraine. - 1997.

47. Dubrovka F. F., Dubrovka R. F., Kim O. S. Improvement of performance characteristics of existing large dual-reflector antennas to meet INTELSAT/EUTELSAT earth station requirements // Vortrage der ITG Fachtagung. Munich, Germany. - 21-24 April 1998. - P. 23 - 27.

48. Kim O. S., Dubrovka F. F. A new field theory approach to analysis of dual-reflector omnidirectional antennas // Proc. of the XXVI-th GA of URSI. Toronto. August 13 21, 1999. P. 48.

49. Dubrovka F. F., Tereshchenko V. M. Effects of radiation patterns distortions of slot antennas with finite lateral metallization // Proc. of the 3-d Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques (ICATT'99).-- Sevastopil, Ukraine. -- Sept. 8 -- 12, 1999.- P.382--384.

50. Dubrovka F. F. An extremely fast-convergent iterative method of synthesis and its application to design of high performance antennas and microwave components // Proc. of the 3-d Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques (ICATT'99). Sevastopil, Ukraine. September 8 - 12, 1999. P. 1726.

Анотація

Дубровка Ф. Ф. Поляризаційно-адаптивні антенні системи. -- Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.12.07 -- Антени та пристрої мікрохвильової техніки. -- Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2002.

Дисертацію присвячено вирішенню проблеми точної поляризаційної адаптації антенних систем радіоелектронних засобів приймання, передавання та руйнування інформації в умовах апріорної невизначеності поляризацій радіосигналів, що приймаються. Створено узагальнену теорію адаптивних поляризаційних перетворень електромагнітних хвиль. Запропоновано і розроблено нові принципи, методи, способи та пристрої адаптивного перетворення поляризації електромагнітних хвиль, які дозволяють з високою точністю реалізувати поляризаційну адаптацію антенних систем. На основі запропонованого швидкозбіжного ітераційного методу синтезу, створених математичних моделей та програмного забезпечення здійснена оптимізація ключових елементів поляризаційно-адаптивних антенних систем. Запропоновано і розроблено конкретні антени та оригінальні мікрохвильові пристрої для перетворення поляризації і розділення ортогональних сигналів у різних поляризаційних базисах. Розроблені оригінальні поляризаційно-адаптивні антенні системи випробувані у складі земних станцій супутникових телекомунікацій та радіоелектронних засобах різного призначення і на практиці підтверджена висока точність поляризаційної адаптації. Синтезовані високоефективні поляризаційно-чисті дводзеркальні приймально-передавальні офсетні антени з еквівалентними діаметрами головних дзеркал 1,2 м, 1,8 м і 2,4 м та вісесиметричні антени з діаметрами головних дзеркал 3,66 і 7,0 м впроваджені у серійне виробництво.

Ключові слова: поляризаційна адаптація, методи синтезу, дводзеркальні антени, скінченні антенні решітки, рупорні антени, антени поверхневої хвилі, перетворювачі поляризації, ортомодові перетворювачі.

Аннотация

Дубровка Ф. Ф. Поляризационно-адаптивные антенные системы. -- Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.12.07 -- Антенны и устройства микроволновой техники - Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2002.

Диссертация посвящена решению проблемы точной поляризационной адаптации антенных систем радиоэлектронных средств приема, передачи и разрушения информации в условиях априорной неопределенности поляризаций принимаемых радиосигналов. Создана обобщенная теория поляризационных преобразований электромагнитных волн линотропными средами: сформулирована и доказана теорема о виртуальных (возможных) преобразованиях поляризации электромагнитных волн линотропными средами; определены следствия теоремы, которые обосновывают возможности анализа и синтеза поляризационных структур радиосигналов с помощью линотропной среды; получены формулы, устанавливающие в явном виде связи между параметрами линотропных сред и поляризационными параметрами волны.

Предложен новый подход к поляризационной адаптации антенных систем, основанный на идее преобразования произвольной априорно неизвестной поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную поляризацию и последующей скалярной (одноканальной) обработки и усиления принятого и излучаемого сигналов. Сформулированы основанные на предложенной идее принцип идеальной адаптивной ортогонализации априорно неизвестной произвольной поляризации электромагнитной волны и принцип идеального адаптивного согласования априорно неизвестной произвольной поляризации электромагнитной волны. На основе этих принципов предложены новые методы адаптивного формирования ответных сигналов на согласованной и ортогональной поляризациях, а также новые способы и системы поляризационной адаптации радиоэлектронных средств различного назначения в условиях отсутствия априорной информации о поляризации принимаемых радиосигналов. Они обеспечивают высокую точность автоматической ортогонализации или согласования поляризаций излучаемых радиосигналов относительно любой поляризации принимаемого радиосигнала независимо от направления приема, кренов носителей системы и характеристик обтекателей антенн. Все дестабилизирующие факторы автоматически учитываются в процессе адаптивного преобразования (ортогонализации или согласования) поляризаций и не влияют на его точность.

Предложен и разработан универсальный быстросходящийся итерационный метод синтеза антенн и микроволновых устройств. Особенностью метода, которая делает его уникальным и чрезвычайно быстросходящимся, является надлежащая модификация на каждой итерации требуемых характеристик синтезируемого объекта. Предложены также приближенные методы аналитического синтеза преобразователей поляризации и фазосдвигателей на основе плоскопоперечных неоднородностей в линиях передачи.

Решены внутренние и внешние краевые задачи электродинамики и проведены исследования поляризационно-инвариантных всенаправленных в азимутальной плоскости антенн, кольцестержневых, дискостержневых, дискотрубчатых, продольно-нерегулярных коаксиально-рупорных антенн и конечных антенных решеток на их основе. Предложен спектральный критерий периодичности как мера периодичности циклических процессов и условие пригодности аппарата периодических функций к их анализу.

Созданы математические модели компактных волноводно-пластинчатых ортомодовых преобразователей поляризации и получены математические модели осуществляемых ими поляризационных преобразований. Разработаны оригинальные конструкции и действующие образцы компактных ортомодовых преобразователей в линейном базисе, широкополосных когерентных ортомодових преобразователей в линейном базисе, устройств управления поляризацией электромагнитной волны, широкополосных секций дифференциального фазового сдвига на квадратном волноводе с прямоугольными диафрагмами на противоположных стенках, компактных волноводно-пластинчатых ортомодовых преобразователей в эллиптическом базисе и устройств для поворота плоскости (эллипса) поляризации, в том числе уникального бездисперсионного вращателя плоскости (эллипса) поляризации, не имеющего аналогов в мире.

Разработаны и испытаны оригинальные поляризационно-адаптивные антенные системы для земных станций спутниковых информационных систем нового поколения и радиоэлектронных средств различного назначения. На практике подтверждена высокая точность поляризационной адаптации. Разработанные высокоэффективные двухзеркальные осесимметричные модифицированные антенны Кассегрена с диаметрами главных зеркал 3,66 м и 7,0 м, а также офсетные модифицированные антенны Грегори с эквивалентными диаметрами главных зеркал 1,2 м, 1,8 м и 2,4 м, удовлетворяющие требованиям МККР к огибающей боковых лепестков ДН и имеющие уровень кросполяризационного излучения ниже -35 дБ в -1 дБ контуре ДН, внедрены в серийное производство.

Ключевые слова: поляризационная адаптация, методы синтеза, двухзеркальные антенны, конечные антенные решетки, рупорные антенны, антенны поверхностной волны, преобразователи поляризации, ортомодовые преобразователи.

Annotation

Dubrovka F.F. Polarizationally-adaptive antenna systems. -- Manuscript. Thesis for the Doctor of Technical Sciences degree by speciality 05.12.07 -- Antennas and Microwave Components. -- The National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2002.

The dissertation is devoted to the accurate polarization adaptation of antenna systems of radioelectronic means for receiving, transmitting and destroying information under apriori unknown receiving radiosignal polarization.The generalized theory of adaptive polarization conversions of electromagnetic waves has been developed. New principles, methods and systems for accurate adaptive polarization conversions have been proposed. The proposed extremely fast-convergent iterative synthesis technique and developed mathematical models and software have been applied for optimization of the polarizationally-adaptive antenna system key elements. Novel original microwave polarization converters and orthomode transdusers have been proposed and developed, among them there is the unique nondispersive rotator that has no analog. Original polarizationally-adaptive antenna systems were developed and tested in novel earth stations and radioelectronic means. High accuracy of polarization adaptation has been verified. High performance transmit-receive dual-reflector axisymmetrical modified Cassegrain 3.66 m and 7.0 m antennas as well as offset Gregory 1.2 m, 1.8 m and 2.4 m antennas with extremely low crosspolar radiation have been developed and inculcated in serial production.

Key words: polarization adaptation, methods of synthesis, dual-reflector antennas, finite antenna arrays, horn antennas, surface-wave antennas, polarization converters, orthomode transdusers.

Размещено на Allbest.ru