cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2019-22-1-93-105caht-1449Research ArticleРАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬRADIO ENGINEERING AND COMMUNICATIONSМЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТОВ ФАЗОВЫХ АБЕРРАЦИЙ ОСЕНЕСИММЕТРИЧНЫХ ДВУХЗЕРКАЛЬНЫХ АНТЕННTHE METHOD OF CALCULATION OF COEFFICIENTS OF THE PHASE ABERRATIONS OF AXIALLY ASYMMETRIC DUAL REFLECTOR ANTENNASЛаскинБ. Н.LaskinB. N.

Ласкин Борис Николаевич - соискатель кафедры технической эксплуатации радиоэлектронного оборудования воздушного транспорта МГТУ ГА

Boris N. Laskin - Applicant of Technical Maintenance of Aircraft Radio-electronic Equipment Chair

varislaskin@list.ruБолеловЭ. А.BolelovE. A.

Болелов Эдуард Анатольевич - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой технической эксплуатации радиоэлектронного оборудования воздушного транспорта МГТУ ГА

Eduard A. Bolelov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Air Transport Radio-Electronic Equipment Maintenance Chair

e.bolelov@mstuca.aeroМосковский государственный технический университет гражданской авиацииРоссияMoscow State Technical University of Civil AviationRussian Federation20192702201922193105Copyright © Ласкин Б.Н., Болелов Э.А., 20192019Ласкин Б.Н., Болелов Э.А.Laskin B.N., Bolelov E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1449

Обзорные аэродромно-трассовые радиолокационные системы (ОАТ РЛС) гражданской авиации предназначены для обнаружения воздушных объектов и определения их дальности и параметров движения, при этом основным типом используемых антенных систем по-прежнему остаются зеркальные антенны. ОАТ РЛС имеют, как правило, антенны с двухлучевой диаграммой направленности, конструктивно зеркало антенны выполнено в виде ферменной сварной конструкции. Перспективным направлением развития ОАТ РЛС является применение активных фазированных антенных решеток (АФАР). ОАТ РЛС на основе ФАР позволяют существенно улучшить такие критически важные тактические и технические показатели, как точность определения координат, число одновременно сопровождаемых целей. Однако применение ФАР не решает одной из главных проблем - наличия в составе ОАТ РЛС опорно-поворотного устройства. Принципиальная необходимость опорно-поворотного устройства приводит к необходимости применения подвижных соединений фидерных линий, что при большом числе антенных элементов, применяемых в АФАР, существенно снижает потенциальное время наработки на отказ. Представляется перспективным применение в ОАТ РЛС антенных систем на основе нескольких стационарных многолучевых двухзеркальных антенн, выполненных по осенесимметричной схеме. В статье предложена методика оценки аберраций двухзеркальных осенесимметричных антенн на основе полиномиального разложения функции эйконала по плоскости апертуры главного зеркала. Получены аналитические выражения для функций отображения и поворота плоскости сканирования двухзеркальной осенесимметричной антенны с произвольными параметрами, построенной на основе вырезок из центрально-симметричных поверхностей вращения второго порядка. Показано, что апла-натические антенны теряют свои сканирующие свойства при переходе к осенесимметричному варианту.

Aerodrome-enroute surveillance radar systems (ARSR) of civil aviation are designed for detection of aerial objects and determination of their range and movement parameters. Meanwhile, the reflector-type antennas are still the main type of_used antenna systems. Radars (ARSR) have, as a rule, antennas with a bidirectional beam, structurally reflector-type antenna is made in the form of a truss welded structure. The use of active phased antenna arrays (APAR) is a promising direction of radars (ARSR) development. Radars (ARSR) based on the phased antenna arrays can significantly improve such critical tactical and technical criteria as: the accuracy of the coordinates determination, the number of simultaneously followed targets. However, the use of APAR does not solve one of the main problems - the presence of a support-rotary device in the radar (ARSR). The principal necessity of a support-rotary device leads to the need of the use of movable joints of feeder lines, which, with a significant number of antenna elements used in the PAR, significantly reduces the potential time before failure. It seems promising to use in the radar antenna systems based on several stationary multi-beam dual-reflector antennas made by axially asymmetric scheme. Methodology of estimation of aberrations of a dual-reflector sensimetrics antenna based on a polynomial expansion of the eikonal function in the plane of the aperture of the main reflector is proposed in the article. Analytical expressions of the functions of display and rotation of the scanning plane of a dual-reflector axially asymmetric antenna with arbitrary parameters, designed based on clippings from centrally symmetric surfaces of rotation of the second order, are obtained. It is shown that the aplanatic antennas lose their scanning features during the transition to the axially asymmetric variant.

обзорная радиолокационная станцияфазовые аберрациидвухзеркальная осенесимметричная антеннаапертурафазовый фронтэйконалфокус системыповерхность сканированияsurveillance radarphase aberrationaxially asymmetric dual reflector antennaaperturephase fronteikonalfocus systemscanning surfaceReferencesБоровиков В.А., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь, 1978. 248 с.Borovikov, V.A. and Kinber, B.E. (1978). Geometricheskaya teoriya difraktsii [Geometric diffraction theory]. Moscow: Svyaz, 248 р. (in Russian)Ермолаев С.В. Синтез двухзеркальных антенн с вынесенным облучателем и эллиптической апертурой // Антенны. 2015. № 3(214). С. 10-15.Ermolaev, S.V. (2015). Sintez dvukhzerkalnykh antenn s vynesennym obluchatelem i ellip-ticheskoy aperturoy [Synthesis of dual-reflector antenna with elliptical aperture and offset feeder]. Antennas, no. 3(214), pp. 10-15. (in Russian)Гостев В.И., Гряник М.В., Худолий Д.А. Многофункциональные зеркальные антенны. Киев: Радюаматор, 1999. 317 с.Gostev, V.I., Granik, M.V. and Khudolii, D.A. (1999). Mnogofunktsionalnyye zerkalny-ye antenny [Multifunctional reflector antennas]. Kiev: Radioamator, 317 p. (in Russian)Калошин В.А., Фролова Е.В. Анализ и минимизация аберраций в широкоугольных планарных зеркальных системах [Электронный ресурс] // Журнал радиоэлектроники. 2014. № 1. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jan14/16/text.html (дата обращения: 05.06.2018).Kaloshin, V.A. and Frolova, E.V. (2014). Analiz i minimizatsiya aberratsiy v shirokou-golnykh planarnykh zerkalnykh sistemakh [Analysis and minimization of aberrations in wide-angle planar reflector systems] [Electronic resource]. Journal of Radioelectronics. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan14/16/text.html (accessed 05.06.2018). (in Russian)Шишлов А.В. Теория и проектирование зеркальных антенн для радиосистем с контурными зонами обслуживания // Радиотехника. 2007. № 4. C. 39-49.Shishlov, A.V. (2007). Teoriya i proektirovaniye zerkalnykh antenn dlya radiosistem s konturnymi zonami obsluzhivaniya [Theory and design of reflector antennas for radio systems with contoured servicing area]. Radiotekhnika [Radioengineering], no. 4, pp. 39-49. (in Russian)Галимов Г.К. Апланаты. Т. 3. Апланатические телескопы и антенны. М.: Адвансед Солюшенз, 2011. 436 с.Galimov, G.K. (2011). Aplanaty. T. 3. Aplanaticheskiye teleskopy i antenny [Aplanats. Vol. 3. Aplanatic telescopes and antennas]. Moscow: Advanced solutions, 436 p. (in Russian)Михельсон Н.Н. Оптические телескопы. Теория и конструкция. М.: Наука, 1976. 511 с.Mihelson, N.N. (1976). Opticheskiye teleskopy. Teoriya i konstruktsiya [Optical telescopes. Theory and construction]. Moscow: Nauka, 511 p. (in Russian)Венецкий А.С., Калошин В.А. О распределении эйконала в апертуре двухзеркальной телескопической системы // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57, № 9. С. 1016-1023.Venetskiy, A.S. and Kaloshin, V.A. (2012). O raspredelenii eykonala v aperture dvu-khzerkalnoy teleskopicheskoy sistemy [About eikonal distribution in the aperture of a dual-reflector telescopic system]. Journal of Radioengineering and Electronics, vol. 57, no. 9, pp. 1016-1023. (in Russian)Венецкий А.С., Калошин В.А. Об аберрациях эйконала в осесимметричных двухзеркальных телескопических системах // Радиотехника и электроника. 2016. Т. 61, № 4. С.385-394.Venetskiy, A.S. and Kaloshin, V.A. (2016). Ob aberratsiyakh eykonala v osesimmetrich-nykh dvukhzerkalnykh teleskopicheskikh sistemakh [About eikonal aberrations in axially symmetric double-reflector telescopic systems]. Journal of Radioengineering and Electronics, vol. 61, no. 4, pp. 385-394. (in Russian)Русинов М.М. Композиция нецентрированных оптических систем. 2-е изд., доп. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2004. 250 с.Rusinov, M.M. (2004). Kompozitsiya netsentrirovannyh opticheskikh sistem [Composition of non-centered optical systems]. 2nd ed. St. Petersburg: SPbGU IFMO, 250 p. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.