Котов Ю. В. Московський авіаційний інститут (державний технічний університет) МАІ Волоколамское шосе, д. 4, Москва – 125871, Росія Тел.: +7 (095) 1584740

Анотація – Розглянуто методику автоматизованого проектування багатоелементних плоских фазованих антенних решіток (ФАР). Методика заснована на оптимізаційних методах пошуку екстремумів цільової функції (мінімуму коефіцієнта відбиття падаючої електромагнітної хвилі на розкривши антеною решітки). Наведено приклад реалізації методики для широкосмугових скануючих ФАР з хвилеводів довільного поперечного перерізу.

I. Вступ

Під методикою автоматизованого проектування розуміється сукупність алгоритмічних операцій і критеріїв оцінки, збудованих в строго визначеної послідовності [1, 2]. Розробка та програмна реалізація методики – ключовий момент при автоматизованому проектуванні антенних решіток (АР) істотно впливає на якість і вартість проектування.

II. Основна частина

На етапах автоматизованого проектування визначається структура і параметри складових частин (систем) АР (випромінюючої, узгодьте, фазує, розподіляє та ін), які реалізують задані технологічні вимоги на форму діаграми спрямованості (ДН), поляризаційні, енергетичні, діапазонні, масо-габаритні та інші характеристики. Можливі принаймні два підходи до проектування АР з використанням ЕОМ [2].

Перший вимагає спочатку визначення структури всіх систем АР – переліку типів базових елементів, що складають АР, і способу з’єднання елементів між собою, виходячи з технічного завдання на АР. Далі здійснюється параметричний синтез, що полягає у визначенні числових значень внутрішніх варійованих параметрів

X = (Xi,X2’-Xn) АР– Наприклад, при проектуванні випромінюючої системи АР внутрішніми параметрами X є: геометрія решітки, число і

розміри випромінювачів, параметри діелектричних узгоджувальних елементів (покриттів, вставок), а саме їх товщина і величина діелектричної проникності. Вихідними ж параметрами%

будуть елементи матриці розсіювання (тобто коефіцієнти відбиття і проходження) випромінювачів в секторі сканування (QCK) І смузі частот (AF), вид парціальних ДН, рівень бічних пелюсток (УБЛ), коефіцієнт посилення (КУ) всієї АР і т.п.

Другий підхід передбачає, що структура АР уже визначена, а варіації параметрів X проводяться цілеспрямовано і підпорядковані стратегії пошуку найкращого значення деякої цільової функції (показник якості), тобто процедура параметричного синтезу є оптимізаційної.

При цьому завдання оптимізації стосовно, наприклад, до випромінюючої частини АР з взаємодіючих елементів містить два взаємопов’язаних етапи: по-перше, визначення парціальних ДН випромінювачів в АР / ^ (‘FX, ‘F) (або пов’язаних з)

коефіцієнтів відбиття R)), що є

функціями частоти f, і, по-друге, синтезу амплітуд-но-фазового розподілу (АФР) збудження випромінювачів по заданим вимогам до ДН всій АР. При строгому підході значення, знайдені на першому

етапі, використовуються далі на другому. Зауважимо, що при вирішенні завдання оптимізації визначальну роль відіграють три фактори: вибір критерію оптимальності, завдання обмежень на внутрішні X, вихідні X і зовнішні Q (flns, AF) параметри АР і,

нарешті, вибір алгоритму оптимізації. Нехай випромінює система характеризується набором параметрів, <