Бортовые цифровые многолучевые антенные решетки для систем спутниковой связи

Рассмотрены возможности спутниковых многолучевых зеркальных и линзовых антенн, а также особенности построения бортовых цифровых многолучевых антенных решеток на основе крупноапертурных зеркальных и линзовых излучателей. Приводятся результаты оптимизации структуры и характеристик крупноапертурных излучателей, а также антенных решеток из них.

Показаны преимущества многолучевых крупноапертурных излучателей при построении антенных решеток для глобальных систем спутниковой связи и возможные схемотехнические и конструктивные решения по построению цифровых антенных решеток.

Для специалистов в области разработки систем спутниковой связи, а также аспирантов и студентов, обучающихся по специальностям "Радиоэлектронные системы и комплексы" и "Радиотехника".

Список литературы

1. Dragone C. Unique reflector arrangement with very wide field of view for multibeam antennas // Electron. Lett, 1983, 19, no 25, pp. 1061-1062.
2. Ohtomo I., Kumazawa H., Yamada Y., Minomo M. On-board K-band multibeam antennas configuration with low sidelobes and low crosspolarization. Electron. Lett, 1986, 22, no. 21, pp. 1121-1122.
3. Salmasi A.B., Rahmat-Samil Y. Beam area determination for multiple — beam satellite application. IEEE Trans. Aerospace and Electron. Syst. 1983, 19, no. 3, pp. 405-412.
4. Верзунов Г.В. Бортовая обработка сигналов: перспективы и проблемы // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. 2007. С. 52-58.
5. Анпилогов В.Р. Российский рынок спутниковой связи и вещания. Анализ состояния и прогноз развития // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. 2007. С. 20-24, 26-28, 30, 32-33.
6. Измайлов Ю.Д. Развитие услуг спутниковой связи и вещания на базе российской государственной группировки // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. 2007. С. 34-35.
7. Анпилогов В.Р. Современные спутники связи и вещания. Какой спутник нужен России // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. 2006.
8. Павлов В.И. Перспективы развития национальной системы спутниковой связи и вещания на период до 2015 г. // Электросвязь. 2004. № 5.
9. Мальцев В. Вектор военно-космической безопасности // Федеральное космическое агентство. 2006. № 10. С. 50-55.
10. Кудрявцев Г.Г. Спутниковая связь: новый вектор // Электросвязь. 2004. № 5.
11. Козлов А.А. Перспективы строительства космических аппаратов серии «Экспресс» // Электросвязь. 2004. № 6.
12. Быховский М.А. Метод повышения эффективности использования частотно-орбитального ресурса в спутниковой связи // Электросвязь. 2007. № 11.
13. Туман на орбите // Информкурьерсвязь. 2006. № 1. С. 74.
14. Вечтомов В.А., Кузенков А.Н., Дронов Д.В., Козлов А.А. Принципы построения многолучевой антенны для проектируемой Российской спутниковой системы высокоскоростного доступа // Материалы IV Всероссийской конф. «Радиолокация и радиосвязь». М., 2010.
15. Обеспечение высокоскоростного доступа к информационным сетям через системы спутниковой связи // М.: РКС, 2010. Кн. 3. С. 244.
16. Вечтомов В.А., Зимин В.Н., Козлов А.А. и др. Бортовая многолучевая антенна Ka-диапазона для озонированного обслуживания территории РФ спутниковой связью с высокоскоростным доступом // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012. С. 70-81.
17. Цеппенфельд Ф. Перспективные проекты Европейского космического агентства в области спутниковых сетей VSAT // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. Спутниковая связь и вещание. 2006. С. 24-27.
18. Анпилогов В.Р., Колчеев Г.Н. Антенные системы геостационарных спутников связи и вещания // Успехи современной радиоэлектроники. 1997. № 3. С. 3-17.
19. Анпилогов В.Р., Шишлов А.В., Эйдус А.Г.. Многолучевые антенные системы HTS // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. Спутниковая связь и вещание. 2014. С. 54-67.
20. Бей Н.А., Вечтомов В.А., Гуркин Е.Н. и др. Бортовая многолучевая антенна космического ретранслятора // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2009.
21. Томаси У. Электронные системы связи. М., 2007. 1360 с.
22. Бертенев В.А., Болотов Г.В., Быков В.Л. и др. Спутниковая связь и вещание: справочник / под ред. Л.Я. Кантора. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1997. 528 с.
23. Анпилогов В.Р. Спутниковые системы связи: современное состояние и тенденции развития в мире и в России // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. 2006.
24. Stirland S.J., Fox G.P.D., and Malik D.P.S. Comparison Between Multifeed and Shaped Reflector Satellite Antennas for Contoured Beams // AIAA-92, pp. 1571-1579.
25. Shogen K., Nishida H., Toyama N., Obuchi T., Miyata Y., Miyatani S. A Study of a Contoured Beam Antenna to Future Japanese DBS // AIAA-2045, pp. 1794-1802.
26. Dian D.D., Rahmat-Samit Y. A Generalized Diffraction Synthesis Technique for High Performance Reflector Antennas // IEEE Trans., AP-43, 1995, № 1, рр. 27-40.
27. Михайлов В.Ф., Мошкин В.И., Брагин И.В. Космические системы связи : учебное пособие / СПб.: ГУАП, 2006. 174 с.
28. Аносов А.М., Бей Н.А., Вечтомов В.А. Применение бортовых многолучевых антенн в системах спутниковой связи // Антенны. 2005. № 10.
29. Chandler C., Hoey L., Hixon D., Smigla T., Peebles A., Em M. Ka-band. Communications Satellite Antenna technology // TRW Space & Electronics, One Space Park, Redondo Beach, California 90278, USA. email: chuck.Chandler@trw.com
30. Loh Y.P. An Antenna Pointing Control for Communication Satellite // AIAA-92-1940-CP, pp. 976-986.
31. НТО СЧ НИР «Развитие технологической базы для бортовых ретрансляторов, в том числе с цифровой платформой для решения задач мультимедиа и цифрового телевидения». Раздел: «Разработка, обоснование и оптимизация решений по построению БРТК на основе базовых модулей в части МЛА для решения задач мультимедиа и цифрового телевидения» (шифр «МЛА»). М.: ОАО «МНИИРС», 2004. 127 с.
32. Калошин В.А., Фролова Е.В. Моделирование офсетной двухзеркальной апланатической антенны типа Грегори // Радиоэлектроника. 2007. № 6.
33. Калошин В.А., Фролова Е.В. Моделирование офсетной двухзеркальной апланатической антенны типа Кассегрена // Радиоэлектроника. 2007. № 7.
34. Бахрах Л.Д., Галимов Г.К. Зеркальные сканирующие антенны. М.: Наука, 1981.
35. Chandler C., Hoey L., Hixon D., Chan R., Smigla T., Wilson L., Peebles A., Em M., Suleiman S. Broadband Communications Satellite Antenna Technology for the Emerging Ka-Band Market // 7th Ka-Band Utilization Conference, Santa Margherita Ligure, Italy, 2001, pp. 1-8.
36. Пономарев Л.И., Бей Н.А., Вечтомов В.А. Гибридные зеркальные антенны // Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток : учебное пособие для вузов. Под ред. Д.И. Воскресенского. 4-е. изд., перераб. и доп. М.: Радиотехника, 2012. 744 с.
37. Скобелев С.П. Фазированные антенные решетки с секторными парциальными диаграммами направленности. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010.
38. Оборонительные Системы Спутниковой Связи (DSCS III). Орбитальная поддержка операций. Sol F04701-95-R-0013. Commerce Business Daily. СРП-1257, 6 января 1995 г.
39. Симонов М.М. Спутники — новые возможности в Азии // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. 2006. № 5 (50). С. 28-33.
40. Journal of the National Institute of Information and Communications Technology (quarterly). Special Issue on the Engineering Test Satellite VIII (ETS-VIII), Vol. 50, No. 3/4, September/December 2003. URL: www.nict.go.jp/ publication/shuppan/kihou-journal/journal-vol50no3.4.htm
41. Слюсар В.И. Цифровые антенные решетки в мобильной спутниковой связи // Первая миля. 2008. № 4.
42. Слюсар В.И. Фазированная антенная решетка системы Thuraya // Сети и телекоммуникации. 2002. № 5. С. 54-58.
43. Слюсар В.И. Цифровые антенные решетки в мобильной спутниковой связи // Первая миля. 2008. № 5.
44. Добычина Е.М., Кольцов Ю.В. Цифровые антенные решетки в бортовых радиолокационных системах. М.: МАИ, 2013. 160 с.
45. Активные фазированные антенные решетки / под ред. Д.И. Воскресенского, А.И. Канащенкова. М.: Радиотехника, 2004.
46. Конторович М.И., Петрунькин В.Ю. О наименьшем числе управляемых элементов в антенне с электрическим качанием луча // Радиотехника и электроника. 1961. Т. 6. № 12. С. 1982.
47. Севастьянов Д.И. «Газком» станет оператором универсальной спутниковой группировки // Технологии и средства связи. Специальный выпуск. 2006. С. 36-37.
48. Бей Н.А., Вечтомов В.А., Зимин В.Н. Антенны систем спутниковой связи и навигации : учебное пособие // под ред. Н.А. Бея. М.: Рудо-мино, 2010. 220 с.
49. Arun K. Bhattacharyya, Guy Goyette. A Novel Horn Radiator With Aperture Efficiency and Low Cross-Polarization and Low Cross-Polarization and Applications in Arrays and Multibeam Reflector Antennas // IEEE Trans-acions on AP, 2004, vol. 52, № 11.
50. Гинзбург А.Л., Жодзинский А.И., Ухабин Ю.В. Влияние погодных условий на характеристики радиолиний геостационарных спутников Ku-диапазона // Технология и средства связи. 2002. № 6. С. 40-44.
51. Калошин В.А., Фролова Е.В. Характеристики двухзеркальных осесимметричных апланатических антенн // Антенны. 2006. № 7.
52. Коган Б.Л. Кроссполяризация смещенной двухзеркальной антенны в геометрооптическом приближении // Антенны. 1999. № 2.
53. Гуркин Е.Н., Коган Б.Л. Двухзеркальная система для антенны с широким сектором формирования лучей в одной плоскости // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2009.
54. Литун В.И. Расчет зон покрытия земной поверхности многолучевой антенной ретранслятора // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2009. С. 18-22.
55. Young F.A., Rush W.V.T. Analysis of toroidal dual-reflector scanning antennas // IEEE Int. Symp., Dig. Antennas and Propagation, Univ. Md. College Parc, Md. N.Y.: 1978. Pp. 249-252.
56. Мельничук В.И., Шишлов А.В. Сравнение эффективности синтезированных различными методами антенн с контурными диаграммами направленности в случае двумерной задачи // Труды XI Молодежной научно-технической конференции «Радиолокация и связь — перспективные технологии». М., 2013. 110 с.
57. Вендик О.Г., Парнес М.Д. Антенны с электрическим сканированием // под ред. Л.Д. Бахраха. М., 2001.
58. Клюев Д.С. Электродинамическая теория зеркальных и полосковых антенн : дис. ... докт. физ.-мат. наук. Самара : Поволжский государственный университет телекоммуникации и информатики, 2012.
59. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1962.
60. Сазонов Д.М. Матричная теория антенных решеток // IV всероссийская школа-семинар по дифракции и распространению волн. Рязань, 1975.
61. Зелкин Е.Г., Петрова Р.А. Линзовые антенны. М.: Советское радио, 1974. 280 с.
62. Галимов Г.К. Зеркальные антенны. Т. 1. М.: Адвансед Солюшнз, 2010. 204 с.
63. Walter Rotman. Analysis of an EHF Aplanatic Zoned Dielectric Lens Antenna // IEEE Transactions on antennas and propagation, Vol. AP-32, No. 6, June, 1984.
64. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. М.: Энергия, 1973.
65. Проблемы антенной техники // под ред. Л.Д. Бахраха, Д.И. Воскресенского. М.: Радио и связь, 1989. 368 с.
66. Антенны и устройства СВЧ // под ред. Д.И. Воскресенского. М.: Радио и связь, 1994.
67. Воскресенский Д.И., Овчинникова Е.В., Шмачилин П.А. Бортовые цифровые антенные решетки и их элементы. М.: Радиотехника, 2013.
68. Пономарев Л.И., Вечтомов В.А., Терехин О.В., Милосердов А.С. Многолучевая антенная решетка системы спутниковой связи. Патент на изобретение № 2509399 от 05.07.2012 г.
69. Антипов В.Р. Спутники связи и вещания // Спутниковая связь и вещание. 2006. С. 16-21, 77-79, 80-81.
70. Монзинко Р.А., Мюллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986. 448 с.
71. Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов. М.: Техносфера, 2013. 528 с.
72. Cummings W.C. An Adaptive Nulling Antenna for Military Satellite Communications // The Lincoln Laboratory Journal, 1992, V. 5, № 2.
73. Бойко К.В., Кирпинченков А.И., Перевощиков И.В., Шлаферов А.Л. Узкополосный малошумящий транзисторный усилитель с термоэлектрическим охлаждением нижней части сантиметрового диапазона // Вопросы радиоэлектроники. 1997. Вып. 17. С. 30-35.
74. Bornemann J., Senior Member, Labay V.A. Ridge Waveguide Polarizer with Finite and Stepped-Thickness Septum // IEEE Transactions Onmicrowave Theory Andtechniques, Vol. 43, No. 8. August, 1995.
75. Пономарев Л.И., Мешковский В.Е., Вечтомов В.А. и др. Оптимизированная антенная решетка из крупноапертурных излучателей для бортового ретранслятора» : тезисы докл. // XIX Международная НТК «Радиолокация, Навигация и связь». Воронеж, 16-18 апреля 2013 г.
76. Конструкционные материалы. Справочник // под ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990. 687 с.
77. Композиционные материалы. Справочник // под ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.
78. Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984. 264 с.
79. Kester W. Taking the Mystery out of the Infamous Formula «SNR = 6.02N + 1.76dB», and Why You Should Care // Analog Devices MT-001 Tutorial, 2008.
80. Микроэлектроника для космоса и военных. URL: http:// habrahabr.ru/ post/156049/ (дата обращения: 08.02.2013).
81. Солонина А.И., Улахович Д.А, Арбузов С.М., Соловьева Е.Б. Основы цифровой обработки сигналов: курс лекций. 2-е изд., испр. и перераб. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 768 с.
82. Richard G. Lyons Understanding Digital Signal Processing. Pearson Education, 2010. 944 p.