ВПЛИВ СПОТВОРЕНЬ ДІАГРАМИ СПРЯМОВАНОСТІ АНТЕНИ НА ПОМИЛКИ СУМАРНО-РІЗНИЦЕВОГО МЕТОДУ ПЕЛЕНГУВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.46972/2076-1546.2026.30.07Ключові слова:
безпілотний літальний апарат, радіомоніторинг, джерело радіовипромінювання, амплітудний пеленгатор, діаграма спрямованостіАнотація
Для визначення напрямку на джерело радіовипромінювання із використанням розміщених на безпілотному літальному апараті засобів радіомоніторингу часто застосовують сумарно-різницевий метод. Проте використання амплітуд сигналів із виходів двох антен для оцінювання азимута вимагає ідентичності розрахункової та реальної діаграм спрямованості антени. Відхилення форми діаграми спрямованості реальної антени від моделі призведе до помилок в оцінюванні азимута. Метою статті є розроблення математичної моделі спотворень діаграми спрямованості антен засобу радіомоніторингу на безпілотному літальному апараті та визначення впливу цих спотворень на помилки пеленгування за допомогою сумарно-різницевого методу.
Основним джерелом спотворень діаграми спрямованості антени є багатопроменеве поширення радіохвиль, що виникає під час переміщення безпілотного літального апарата. Для моделювання випадкових відхилень форми головної пелюстки діаграми спрямованості антени від розрахункової використано суму гармонічних складових із випадковими амплітудами, частотами та початковими фазами. Показано, що залежно від динаміки руху безпілотного літального апарата, частоти радіосигналу, просторового розміщення та розмірів відбивальних об’єктів, тривалості інтервалу оброблення сигналів, спотворення діаграми спрямованості можна розглядати як швидкі або повільні. Встановлено, що в разі ускладнення умов багатопроменевого поширення для швидких спотворень зміщенням оцінки азимута можна знехтувати, а її дисперсія буде зростати. У випадку ж повільних спотворень зміщення оцінки зростатиме, а її дисперсія буде такою ж, як і для неспотвореної діаграми. Наведено вирази для порівняння алгоритмів пеленгування під час роботи в умовах швидких та повільних спотворень діаграми спрямованості. Показано, що помилки пеленгування несуттєво відрізняються залежно від швидкості спотворень діаграми спрямованості антени.
Посилання
Papoci, P., Radisic, T., & Mustra, M. (2022). Integration of Software Deined Radio on an Unmanned Aerial Vehicle. Transportation Research Procedia, 64, 308–315. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2022.09.035
Gul, N., Kim, S. M., Ali, J., & Kim, J. (2023). UAV Aided Virtual Cooperative Spectrum Sensing for Cognitive Radio Networks. PLoS One, 5. 36. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0291077
Shen, F., Ding, G., Wang, Z., & Wu, Q. (2019). UAV-Based 3D Spectrum Sensing in Spectrum-Heterogeneous Networks. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 68, 6, 5711–5722. https://doi.org/10.1109/TVT.2019.2909167
Rodriguez, I., Nguyen, H. C., Sorensen, T. B., & Franek, O. (2014). Base Station Antenna Pattern Distortion in Practical Urban Deployment Scenarios. In IEEE 80th Vehicular Technology Conference. Vancouver, BC, Canada. (pp. 1–6). https://doi.org/10.1109/VTCFall.2014.6965887
Schippers, H., Spalluto, G., & Vos, G. (2003). Radiation Analysis of Conformal Phased Array Antennas on Distorted Structures. In 12th International Conference on Antennas and Propagation. Exeter, UK. (pp. 160–163). https://doi.org/10.1049/cp:20030040
Heo J. M. et al. (2021). A Cross-Correlation-Based Approach to Pattern Distortion and Mutual Coupling for Shared-Aperture Antennas. Appl. Sci., 11, 9652. https://doi.org/10.3390/app11209652
Laws, K., Paduan, J. D., & Vesecky, J. (2010). Estimation and Assessment of Errors Related to Antenna Pattern Distortion in CODAR SeaSonde High-Frequency Radar Ocean Current Measurements. J. Atmos. Oceanic Technol, 27, 1029–1043. https://doi.org/10.1175/2009JTECHO658.1
Ye, H., Kuang, Y., Shen, Y., & Qin, G. (2022). The Influence Analysis of Antenna Radiation Pattern Aberration of Airborne Radar on Clutter Feature. IET Microwaves, Antennas & Propagation, 933–949. https://doi.org/10.1049/mia2.12314
Deng, X. et al. (2021). Calibrating the Amplitude and Phase Imbalances in AgileDARN HF Radar. Radio Science, 56, e2020RS007138. https://doi.org/10.1029/2020RS007138
Wu, Y. et al. (2025). Analysis and Correction of Antenna Pattern Errors for In-Orbit Fully Polarimetric Aperture Synthesis Radiometer. Remote Sensing, 17 (8), 1414. https://doi.org/10.3390/rs17081414
Geiss, J., Sippel, E., Braunwarth, M., & Vossiek, M. (2023). The Impact of Antenna Array Calibration Errors on MIMO and Multi-Channel Synthetic Aperture Radar Imaging. IEEE Journal of Microwaves, 3, 2, 635–654. https://doi.org/10.1109/JMW.2023.3254135
Lai, Y., Zhou, H., Zeng, Y., & Wen, B. (2017). Quantifying and Reducing the DOA Estimation Error Resulting from Antenna Pattern Deviation for Direction-Finding HF Radar. Remote Sens, 9, 1285. https://doi.org/10.3390/rs9121285
Yan, E. et al. (2020). Improving Accuracy of an Amplitude Comparison-Based Direction-Finding System by Neural Network Optimization. IEEE Access, 8, 169688–169700. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3024031
Buhaiov, M. V. (2025). Optymizatsiia shvydkosti polotu bezpilotnoho litalnoho aparatf pid chas vedennia radiomonitorynhu [Unmanned Aerial Vehicle Flight Speed Optimization for Spectrum Sensing]. Problemy stvorennia, vyprobuvannia, zastosuvannia ta ekspluatatsii skladnykh informatsiinykh system: zb. nauk. prats [Problems of Construction, Testing, Application and Operation of Complex Information Systems: Scientific Journal of Korolov Zhytomyr Military Institute], 28 (I), 4–15. https://doi.org/10.46972/2076-1546.2025.28.01 [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
