Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. межвузовский сборник научных трудов

па: https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/z1zx9t92.aspx.

5 Определение надежности устройства РЭА – Режим до-

ступа: http://knowledge.allbest.ru/radio/3c0b65625b3ad78a4c53a88521306 c27_0.html.

6 Введение в язык C# и .NET Framework – Режим досту-

па: https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/z1zx9t92.aspx.

Воронежский государственный технический университет

66

УДК 621.396.663

И.С. Бобылкин, А.В. Муратов, Л.А. Носова, А.С. Самодуров

КВАДРОКОПТЕР КАК НОСИТЕЛЬ ВИБРАТОРНОЙ ПЕЛЕНГАЦИОННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ

Предлагается использовать антенную решетку, состоящую из девяти вертикальных вибраторов в качестве мобильной пеленгационной. Размещение малоразмерной решетки возможно, например, на беспилотных летательных аппаратах. Представлена 3D модель такого аппарата с антенной решеткой, проведен анализ пеленгационных характеристик

Подъем антенной решетки радиопеленгации и радиомониторинга на некоторую высоту способен значительно расширить зону охвата комплекса специальной радиоаппаратуры. Бортовое размещение таких комплексов на летательных аппаратах является уже вполне привычным [1,2,3].

В последнее время в связи с постоянным стремлением к малой радиолокационной заметности и скрытности особенно бурное развитие испытывают технологии построения беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Отказ от использования человека в качестве пилота дает возможность разместить на борту больше аппаратуры или вооружения или же значительно уменьшить размеры летательного аппарата. В прессе появляются сообщения о применении таких сверхмалых БЛА [4].

Предлагается применение квадрокоптера в качестве носителя пеленгационной антенной решетки (рис. 1), предназначенной для приема сигналов вертикальной поляризации. Для проверки этой возможности была построена трехмерная модель (рис. 2) и проанализирована адекватность построения, а так же возможность ее применения для анализа пеленгационных характеристик.

Преимуществами малых беспилотных летательных аппаратов помимо малой заметности являются надежность и про-

67

стота конструкции, большая стабильность, компактность и маневренность, малая взлетная масса при существенной массе полезной нагрузки [5, 6].

Рис.1. 9-ти элементная антенная решетка

Корпус модели квадрокоптера представляет собой полую коробку управления с электроникой внутри шириной 80 мм и высотой 30 мм, 4 несущие штанги винтов диаметром 10 мм, выходящие из него, диаметр самих винтов 150 мм, общий размер носителя в поперечнике – чуть менее 450 мм [7]. 9 одинаковых вертикальных полуволновых вибраторов длиной 100 мм образуют антенную решетку, которая находится снизу от корпуса с зазором 1 мм. Ее диаметр составляет 200 мм. Вибраторы нагружены на сопротивления 1000 Ом, имитирующие высокоомные входные каскады.

68

Рис. 2. 3D модель БЛА с антенной решеткой

В центральной части БЛА размещают контроллер, батареи и полезную нагрузку, например, видеокамеру или антенную решетку. По радиусу от центра на балках устанавливаются микроэлектродвигатели с несущими винтами, которые образуют крестообразную конструкцию аппарата.

На рис. 3 приведены зависимости «восстановленного» сопротивления нагрузочных резисторов от частоты плоской электромагнитной волны, которой облучается система. Сопротивления восстановлены из наведенных на вибраторах токов и напряжений. Расчет показывает корректность проведенного моделирования, так сказать сходимость задачи. Видно, что погрешность восстановления сопротивления, а значит и погрешность расчетов не превышает 5% вплоть до частоты 500МГц. Следовательно, в первом приближении модель вполне применима для оценки влияния корпуса носителя, например в гражданском диапазоне 433МГц.

R, Ом

69

f, МГц

Рис. 3. Зависимости «восстановленного» сопротивления от частоты

Построенные частотные зависимости фаз напряжений на резисторах нагрузки вибраторов антенной решетки, базируемой на летательном аппарате, являются практически линейными, рис. 4.

,

70