Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка высокоточных широкополосных активных антенных решеток круговой поляризации L диапазона.

Докладчик: Шепов Владимир Николаевич

Должность: зав. сектором, Старший научный сотрудник

Цель проекта:
При создании транспортной техники нового поколения и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта остается не решенной проблема проведения высокоточных автоматических измерений координат перемещающегося транспорта. При этом необходимо, чтобы такие измерения были защищены от воздействия случайных и преднамеренных помех. Цель работы – разработка и вывод на рынок высокоточных широкополосных антенн круговой поляризации L диапазона и малоэлементных активных антенных решеток на их основе – научно-технической продукции мирового уровня, предназначенной для передвижных высокоточных помехозащищенных приемников Глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).

Основные планируемые результаты проекта:
При выполнении данной прикладной НИР будет создан проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Создание высокоточной широкополосной активной антенной решетки круговой поляризации L диапазона». В дальнейшем, производство малоэлементной активной антенной решетки с повышенными точностными характеристиками может быть развернуто как предприятиями, уже производящими высокоточные измерительные комплексы, так и независимо другими предприятиями. Высокоточные малоэлементные антенные решетки зарубежного производства продаются как в составе высокоточных измерительных комплексов, так и отдельно через розничную сеть. Разрабатываемая малоэлементная антенная решетка будет совместима как с отечественными, так и с зарубежными высокоточными измерительными комплексами.
Передвижные измерительные комплексы с высокой точностью определения расстояний по сигналам спутниковых радионавигационных систем необходимы для применения в геодезии для составления высокоточных карт, для применения на автотранспорте для дистанционного управления автоматизированными машинами, для применения на авиатранспорте для обеспечения полетов беспилотной авиации, для применения в чрезвычайных ситуациях для управления вертолетами в условиях плохой видимости, в научных исследованиях и др. где необходимо определение расстояний с высокой точностью по сигналам спутниковых радионавигационных систем.
Сегодня в составе высокоточных малоэлементных антенных решеток в передвижных измерительных комплексах используются, главным образом, антенны иностранного производства. В случае достижения ожидаемых результатов настоящего проекта можно будет развернуть в России производство данных антенн, превосходящих по своим характеристикам зарубежные аналоги, и имеющих более низкую себестоимость.
Основными конкурентными преимуществами разрабатываемой высокоточной широкополосной антенны круговой поляризации L диапазона и высокоточной малоэлементной активной антенной решетки на ее основе будут:
- рекордные для России и конкурентоспособные на Мировом рынке точностные характеристики
- низкая себестоимость производства.
Повышение точностных характеристик малоэлементной антенной решетки будет обеспечено за счет разработки новых конструкций антенн, выполненных на основе исследованных новых способов повышения точностных характеристик высокоточных широкополосных малогабаритных антенн круговой поляризации L диапазона путем уменьшения коэффициента эллиптичности, повышения уровня подавления кроссполяризации, повышения стабильности фазового центра, придания нужной формы диаграмме направленности.
Снижение себестоимости производства новых высокоточных широкополосных антенн круговой поляризации L диапазона и малогабаритных активных антенных решеток, выполненных на основе данных антенн, будет достигнуто за счет применения печатной технологии для изготовления излучателей антенн и замены специальных дорогостоящих экранов на плоские проводящие экраны.
В связи с интенсивным развитием рынка передвижных высокоточных измерительных комплексов во всем мире, результаты выполнения данного проекта будут, безусловно, востребованы. В настоящее время мировой рынок такой продукции, включая замену устаревших высокоточных измерительных комплексов, исчисляется сотнями тысяч штук в год, при этом в России потребность составляет порядка тысячи штук в год. При средней цене одной высокоточной активной антенны за рубежом порядка 2000 долларов США – цена десяти элементной антенной решетки составляет порядка 20 000 долларов США. В России в настоящее время высокоточные малоэлементные малогабаритные антенные решетки серийно не производятся. Предварительные оценки показывают, что себестоимость производства высокоточной активной антенны в России составляет порядка 40 тыс. руб. (400 тыс. руб. – себестоимость десятиэлементной высокоточной антенной решетки) при объеме от 100 антенных решеток в год.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты проекта предназначены для создания помехозащищенных передвижных высоко-точных измерительных комплексов.
Передвижные измерительные комплексы с высокой точностью определения расстояний по сигналам ГНСС необходимы для применения в геодезии для составления высокоточных карт, на автотранспорте для дистанционного управления автоматизированными машинами, на авиатранспорте для обеспечения полетов беспилотной авиации, в чрезвычайных ситуациях для управления вертолетами в условиях плохой видимости, в научных исследованиях и др., где необходимо определение расстояний с высокой точностью в условиях случайной и преднамеренной постановки помех сигналам ГНСС.

Текущие результаты проекта:
Предложены новые технические решения, направленные на улучшения технических характеристик щелевых полосковых антенн вытекающей волны с круговой поляризацией. Разработаны новые топологии излучателей антенн. Проведены теоретические исследования технических характеристик новых антенн. По результатам исследований выявлена наиболее оптимальная топология излучателя антенны для дальнейшего изготовления. Показано, что разработанная антенна с малогабаритным экраном обладает высокой стабильностью локальных фазовых центров (PCV) (наихудшее значение 3 мм, наилучшее 0.2 мм); хорошим коэффициентом эллиптичности (Кэ) (наихудшее значение в зените ДН 0.8 дБ, наилучшее 0.3 дБ); высоким подавлением кроссполяризации (наихудшее значение в зените ДН минус 27 дБ, наилучшее минус 36 дБ, наихудшее значение при угле 5 градусов над горизонтом минус 12 дБ, наилучшее минус 20 дБ). Коэффициент стоячей волны (КСВ) в рабочих диапазонах частот антенны составил менее 1.5.
Полученные результаты полностью удовлетворяют требованиям ТЗ на первый этап проекта.