Вопросу планирования и оптимизации при развёртывании элементов радиотелескопа на определённом, строго ограниченном участке, посвящено много работ. Цель данной статьи состоит в представлении результатов по созданию моделей анализа и оптимизации антенных решеток в среде MATLAB [1–5].

Программа для расчёта диаграммы направленности антенн в формате 3D моделирования в ПО MATLAB зарегистрирована в РОСПАТЕНТЕ [4]. Программа создана для автоматизации задачи получения диаграммы направленности антенн в 2 D и 3D форматах. Программа позволяет получить диаграмму направленности антенны в форматах 2 D и 3D, в объёмном виде в цветовом представлении.

Результаты действия программы представлены на рис. 1–3.

Моделирование фазированных антенных решёток (ФАР) со случайным расположением элементов массива

Программа, представленная в работе [3], позволяет проводить моделирование диаграммы направленности фазированных антенных решёток (ФАР) в не равно разнесённом расположении (случайном). Программа отображает направление и мощность в излучаемом направлении энергии, а также отображает разность мощности излучаемой главным лучом от средней мощности боковых лепестков. Программный код написан на программном обеспечении Matlab 2010. Программа учитывает, что за массивом антенн стоит экран, который не даёт отразиться задним лепесткам. Применяется для проектирования и моделирования антенн различного назначения. Действие программы представлено на рис. 4.

Рис. 1. 3D вид и вид сбоку диаграммы направленности ФАР, состоящих из массива 14×14 изотропных антенн

Рис. 2. 3D вид и вид сбоку диаграммы направленности ФАР, состоящих из массива 14×14 направленных антенн, каждый элемент которого имеет усиление в 15дБи

Моделирование фазированных антенных решёток (ФАР) с равноудалёнными элементами массива

Данная программа позволяет проводить моделирование диаграммы направленности фазированных антенных решёток (ФАР) различных массивов в равно разнесённом расположении (клеточном) [5]. Программа отображает направление и мощность в излучаемом направлении энергии, а также показывает в градусах ширину как главного, так и боковых лепестков. Программный код написан на программном обеспечении Matlab 2010. Программа учитывает, что за массивом антенн стоит экран, который не даёт отразиться задним лепесткам. Действие программы представлено на рис. 5. Область применения программ – при проектировании и моделировании антенн различного назначения, а также в учебном процессе при подготовке магистров и аспирантов. Программы обладают рядом преимуществ: простота реализации, использование широко распространённого программного обеспечения, малое время расчётов.

Рис. 3. 3D и 2D вид диаграммы направленности антенны волновой канал в ПО CST Microwave

Рис. 4. Преобразованная диаграмма направленности в ПО Matlab

Рис. 5. 3D вид и вид сбоку диаграммы направленности ФАР, состоящих из массива из 196 хаотично разнесённых изотропных антенн

Рецензенты:

Антамошкин А.Н., д.т.н., профессор кафедры «Системный анализ», ФГБОУ ВО «Сибирский государственный аэрокосмический университет», г. Красноярск;

Малинкин В.Б., д.т.н., профессор кафедры «Системы передачи информации», ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики», г. Новосибирск.