Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка высокоточных широкополосных активных антенных решеток круговой поляризации L диапазона.

Номер контракта: 14.604.21.0038

Руководитель: Шепов Владимир Николаевич

Должность: зав. сектором

Организация: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук"
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
малоэлементная антенная решетка, правая круговая поляризация, кроссполяризация, коэффициент усиления, коэффициент эллиптичности, фазовый центр антенны, антенна высокоточного позиционирования.

Цель проекта:
Реализация проекта направлена на решение проблемы высокоточного автоматического определения координат перемещающегося транспорта в условиях воздействия случайных и преднамеренных помех. Целью реализуемого проекта является разработка, моделирование и макетирование новых технических решений в области создания новых широкополосных антенн круговой поляризации L диапазона с точностными характеристиками, не уступающими мировым аналогам, и малоэлементных активных антенных решеток на их основе.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения проекта предложены новые технические решения, направленные на улучшения технических характеристик высокоточных щелевых полосковых антенн вытекающей волны с круговой поляризацией L диапазона. Разработаны новые топологии излучателей трехдиапазонных (L1/L2/L3) антенн. Проведены теоретические и экспериментальные исследования технических характеристик разработанных антенн. По результатам исследований изготовлены макеты активных антенн и малоэлементных антенных решеток на их основе. Проведены экспериментальные исследования точностных характеристик разработанных макетов антенн в составе помехозащищенного приемника. Показано, что разработанные щелевые полосковые антенны вытекающей волны с круговой поляризацией обладают рекордными для России и одними из лучших в мире точностными характеристиками. Например, восьмиэлементная антенная решетка позволяет повысить относительную точность определения псевдодальности по фазе несущей частоты сигналов Глобальных навигационных спутниковых систем до 0,9 мм (СКО).

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конечный продукт, созданный по результатам выполнения проекта - разработанные макеты пассивных и активных широкополосных высокоточных щелевых полосковых антенн круговой поляризации L диапазона и малоэлементные антенные решетки на их основе. В ходе выполнения проекта предложены новые технические решения, направленные на улучшение характеристик антенн. На данные технические решения поданы заявки на патент России на изобретение в 2014 и 2015г. По заявке 2014 года принято положительное решение о выдачи патента России на изобретение. Изготовленные макеты активных антенн в ходе экспериментальных исследований уже показали лучшую точность позиционирования в горизонтальной и вертикальной плоскостях в сравнении с одними из лучших мировых аналогов – высокоточными антеннами Trimble Zephyr Model 2 и сравнимую точность с активными антеннами высокоточного позиционирования NovAtel 703GGG.
Изготовленные макеты малоэлементных антенных решеток уже показали лучшую точность определения псевдодальности по коду навигационного сигнала в сравнении с одним из лучших мировых аналогов – семиэлементной антенной решеткой помехозащищенного приемника GAJT-710ML разработки фирмы NovAtel.
Для дальнейшего серийного производства разработанных пассивных и активных антенн необходимо выполнить опытно-конструкторские работы: разработать конструкторскую документацию (КД) на пассивную и активную антенну (эскизная КД уже разработана) и отладить технологию изготовления для минимизации себестоимости продукции.
В связи с тем, что разрабатываемая продукция направлена на замещение аналогичной импортной продукции, основной риск - значительное укрепление рубля, что в настоящее время имеет невысокую вероятность. При выполнении технико-экономической оценки результатов проекта нами рассчитано, что цена на нашу продукцию на 50% меньше аналогичной импортной продукции. При отладки технологии производства цена будет снижена еще на 5-10%.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
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.
Реализация проекта предполагает замещение импорта и повышение обороноспособности страны. Разрабатываемая продукция будет совместима с уже существующим оборудованием и позволит повысить эффективность применения находящегося в эксплуатации оборудования.

Текущие результаты проекта:
В 2015 году в рамках выполнения данного проекта изготовлены макеты излучателей щелевых полосковых антенн вытекающей волны с правой круговой поляризацией, макеты активных антенн и макеты малоэлементных активных антенных решеток с числом антенн 2, 4, 8. Проведены экспериментальные исследования макетов высокоточных малогабаритных широкополосных антенн круговой поляризации L диапазона. Сопоставлены и проанализированы результаты теоретических и экспериментальных исследований макетов пассивных антенн. Показано хорошее совпадение рассчитанных и измеренных технических характеристик макетов пассивных антенн. Исследованы технические характеристики макетов активных антенн с плоским проводящим экраном, предназначенных для дальнейшего применения в составе антенной решетки. Показано, что СКО ошибки позиционирования одной активной антенны относительно двух других антенн в горизонтальной плоскости составило 2.1 мм, а в вертикальной 1.7 мм. Проведены экспериментальные исследования относительной точности определения псевдодальности по коду и фазе навигационных сигналов ГЛОНАСС/GPS в зависимости от числа антенн в АР. Показано, что на восьмиэлементной антенной решетке СКО относительной псевдодальности, измеренное по коду навигационного сигнала составило в диапазоне L1 78 мм, в диапазоне L2 97 мм, а по фазе несущей частоты составило в диапазоне L1 0.9 мм и 1.3 мм в диапазоне L2.
Все запланированные индикаторы выполнены в полном объеме. Опубликовано 4 статьи в научных журналах, индексируемых в базе данных Scopus, подана заявка на патент России на изобретение, сделано 6 докладов на трех конференциях. Получено положительное решение о выдачи патента России на изобретение по заявке 2014 г.