DOI: https://doi.org/10.33099/2311-7249/2020-37-1-21-26

Control beamwidth and radiation power of antenna system

Олег Олександрович Білобородов

Abstract


To combat groups of unmanned aerial vehicles, as well as for other tasks, the use of electromagnetic means is effective. When the distance to the group target changes, its angular size changes, therefore, the urgent task is to effectively control the radiation pattern width of the antenna system of the radiating radio equipment and the radiation power. The article describes the basic relationships for ensuring a given radiation power flux density in a given region, taking into account energy absorption in the atmosphere. The results of the analysis of antenna synthesis methods are presented and the main methods for controlling the width of the radiation pattern are substantiated: the use of aperture of variable size, as well as variation of parameters for the parametric amplitude distributions of exciting currents along the antenna aperture. The analysis of the influence of parameters on the spatial and energy parameters of the radiation field of the antennas is carried out. The developed algorithms for varying the parameters and radiation power to provide a given level of impact on the target are presented. The results obtained allow us to justify the requirements for radio equipment of electromagnetic effects (combat unmanned aerial vehicles, enemy control systems, etc.). The results can be used as part of control systems algorithms for special radio equipment.


Keywords


radio engineering tool; antenna system; radiation pattern; radiation power; power flux density

References


1. James DeShaw Rae (2014), Analyzing the Drone Debates: Targeted Killing, Remote Warfare, and Military Technology. Springer, 147 р.

2. Semenets V. O., Truhin M. P. (2018), Ways to counter unmanned aerial vehicles [Sposobyi protivodeystviya bespilotnyim letatelnyim apparatam]. Naukoemkie tehnologii v kosmicheskih issledovaniyah Zemli, Vol. 10. No. 3. pp. 4-12.

3. Teodorovich N. N., Stroganova S. M., Abramov P. S. (2017), Methods for detecting and combating small-sized unmanned aerial vehicles [Sposobyi obnaruzheniya i borbyi s malogabaritnyimi bespilotnyimi letatelnyimi apparatami]. Internet-zhurnal “Naukovedenie”, Vol. 9, No. 1, available at: http://naukovedenie.ru/PDF/13TVN117.pdf

4. Sahatskiy V. D., Scheglov A. Yu. (2014), Antenna emitter for diagnostic systems of subsurface objects [Antennyiy izluchatel dlya sistem diagnostiki podpoverhnostnyih ob'ektov]. Scientific Journal «ScienceRise», No. 5/2 (4), pp. 60-63.

5. Belousov O. A., Ryazanov E. V., Kolmyikova A. S., Dyakin A. I. (2018) The use of fuzzy logic algorithms in the control system of a beam-forming device of a hybrid mirror antenna. [Primenenie algoritmov nechetkoy logiki v sisteme upravleniya diagrammoobrazuyuschim ustroystvom gibridnoy zerkalnoy antennyi], Programmnyie produktyi i sistemyi, No. 4 (31). pp. 757-762.

6. Mitrohin V. N., Propastin A. A. (2016), Synthesis of a radiating system forming a sector radiation pattern with minimization of the Gibbs effect [Sintez izluchayuschey sistemyi, formiruyuschey sektornuyu diagrammu napravlennosti s minimizatsiey effekta Gibbsa], Radiooptika, MGTU im. N. E. Baumana, No. 6. pp. 1-13.

7. Microwave devices and antennas. Designing Phased Antenna Arms: Textbook for High Schools [Ustroystva SVCh i antennyi. Proektirovanie fazirovannyih antennyih reshetok : Ucheb, posobie dlya vuzov], Ed. Voskresensky D. I., Radiotehnika,Moscow (2012), 744 p.

8. Robert C. Hansen (2009), Phased array antennas, 547 р.

9. Chernyiy F. B. (1972), Radiowave propagation [Rasprostranenie radiovoln], М. : Sov. Radio, 464 p.

10. Recommendation ITU-R P.676-10. (09/2013). Attenuation by atmospheric gases, available at: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.676-10-201309-S!!PDF-E.pdf.

11. Zaharov A. I., Kuvalkin E. S. (2019), Software implementation of the method for calculating the attenuation of a radio signal in atmospheric gases for satellite communications [Programmnaya realizatsiya metodiki rascheta zatuhaniya radiosignala v atmosfernyih gazah dlya sputnikovoy svyazi], Vestnik Baltiyskogo federalnogo universiteta im. I. Kanta. Seriya: Fiziko-matematicheskie i tehnicheskie nauki, No. 1, pp. 18-27.


GOST Style Citations


1. James DeShaw Rae. Analyzing the Drone Debates: Targeted Killing, Remote Warfare, and Military Technology. Springer, 2014. 147 р. DOI: 10.1057/9781137381576.

2. Семенец В. О., Трухин М. П. Способы противодействия беспилотным летательным аппаратам. Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2018. Т. 10. № 3. С. 4-12. DOI: 10.24411/2409-5419-2018-10070.

3. Теодорович Н. Н., Строганова С. М., Абрамов П. С. Способы обнаружения и борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами. Интернет-журналНауковедение”. 2017. Т. 9, № 1. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/13TVN117.pdf. (дата звернення: 19.11.2019).

4. Сахацкий В. Д., Щеглов А. Ю. Антенный излучатель для систем диагностики подповерхностных объектов. Scientific Journal «ScienceRise» № 5/2 (4). 2014. С. 60-63. 5. Белоусов О. А., Рязанов Е. В., Колмыкова А. С., Дякин А. И. Применение алгоритмов нечеткой логики в системе управления диаграммообразующим устройством гибридной зеркальной антенны. Программные продукты и системы. 2018. № 4 (31). C. 757-762. DOI: 10.15827/0236-235X.031.4.757-762.

6. Митрохин В. Н., Пропастин А. А. Синтез излучающей системы, формирующей секторную диаграмму направленности с минимизацией эффекта Гиббса. Радиооптика. МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. № 6. c. 1-13. DOI: 10.7463/rdopt.0616.0852509.

7Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток : Учеб, пособие для вузов / Под ред. Д.И. Воскресенского. М. : Радиотехника, 2012. 744 с.

8. Robert C. Hansen. Phased array antennas. 2009. 547 р.

9. Черный Ф. Б. Распространение радиоволн. М. : Сов. Радио, 1972. 464 с.

10. Рекомендация МСЭ-R P.676-6. Затухание в атмосферных газах (Вопрос МСЭ-R 201/3). 2005. URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.676-6-200503-S!!PDF-R.pdf. (дата звернення: 20.11.2019).

11Захаров А. И., Кувалкин Е. С. Программная реализация методики расчета затухания радиосигнала в атмосферных газах для спутниковой связи. Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Физико-математические и технические науки. 2019. № 1. С. 18-27.





ISSN 2410-7336 (Online)

ISSN 2311-7249 (Print)