Цей випуск присвячено 100-річчю від дня народження Я. С. Шифріна - основоположника статистичної теорії антен, відомого вченого в області радіофізики та прикладної електродинаміки, засновника та голови-почесного голови Міжнародних конференцій з теорії та техніки антен в Україні (ICATT), незмінного президента Української національної антенної асоціації, Заслуженого діяча науки і техніки України, лауреата премії ім. О. C. Попова, нагороди Європейської мікрохвильової асоціації "За видатну професійну діяльність" і Pioneer Award AESS IEEE (США), доктора технічних наук, професора. До випуску ввійшли відібрані статті його молодших колег, друзів і учнів, тези яких доповідались на ICATT2020, присвяченій 100-річчю Якова Соломоновича, яка, на жаль, пройшла уже без його участі. У цих статтях висвітлюються актуальні питання сучасної теорії та техніки антенних систем. Зокрема представлено: методику оцінювання статистичних характеристик антенних решіток із осьовою симетрією; результати розв'язання варіаційним методом задачі синтезу плоских антенних решіток із хвилевідним збудженням, з урахуванням взаємного впливу випромінювачів; розв'язок задачі одночасного пошуку розташування джерела корисного сигналу, знищення у цьому сигналі ефектів його багатопроменевого поширення, та придушення сигналів джерела завад на основі антенної решітки та еквалайзера зі зворотним зв'язком; результати конструктивного синтезу оптимальних конструкцій хвилевідно-пластинчастих поляризаторів X-діапазону для різних відносних робочих смуг частот; результати дослідження та налаштування ФАР Ka-діапазону; та розглянуто спільну роботу двох цифрових станцій тропосферного зв'язку різних модифікацій шляхом одночасного використання адаптивного контролю сигналів в обох станціях за допомогою запропонованого адаптивного алгоритму.

Наведено методику оцінювання статистичних характеристик поля випромінювання апертурних антен із довільною формою розкриву, амплітудно-фазового розподілу та кореляційної функції фазових помилок, зручну для аналізу статистики антенних решіток з осьовою симетрією. На прикладі циліндричної кругової антенної решітки визначено основні середні та флуктаційні характеристики в межах прямої зовнішньої задачі статистичної теорії антен. Проведено оцінювання середньої діаграми спрямованості за потужністю та дисперсії відведення напрямку головного максимуму решітки та порівняння з відомими результатами. Показано, що за оціненими статистичними характеристиками кругові циліндричні решітки займають проміжне положення між лінійними та кільцевими.

Для розв'язання задачі синтезу плоскої прямокутної решітки з хвилеводним збудженням її елементів використано варіаційний підхід. Запропонований функціонал включає 3 доданки, які надають змогу мінімізувати середньоквадратичне відхилення заданої та синтезованої амплітудних діаграм спрямованості, значення амплітуди поля в заданих областях ближньої зони, та норму коефіцієнтів збудження елементів решітки. При розв'язанні відповідної електродинамічної задачі аналізу враховується взаємний вплив випромінювачів решітки. Для визначення розподілу струму в випромінювачах решітки використовується інтегральне рівняння типу Халлена. Оптимальні коефіцієнти збудження випромінювачів визначено шляхом мінімізації запропонованого функціонала, що зводиться до розв'язання системи нелінійних інтегральних рівнянь Ейлера, оскільки вхідними даними задачі є амплітудні характеристики випромінювання. Отримана система нелінійних інтегральних рівнянь розв'язується ефективно методом послідовних наближень, характерною властивістю якого є релаксаційність. Результати обчислень показали, що розроблений підхід може бути використаний для решіток із різною геометрією, зокрема з гексагональним розміщенням випромінювачів.

Рассмотрена адаптивная антенная решетка (АР), весовые коэффициенты которой совмещены с весовыми коэффициентами части эквалайзера без обратной связи, а выходной сигнал комбинируется с выходным сигналом части эквалайзера с обратной связью. Такие решетка и распределенный эквалайзер функционируют как единый многоканальный адаптивный фильтр, обеспечивающий прием полезного сигнала в условиях его многолучевости и наличия сигналов источников внешних помех. Приведены архитектура АР/эквалайзера, математическое описание многоканальных адаптивных алгоритмов его работы: рекурсивного алгоритма по критерию наименьших квадратов RLS (Recursive Least Mean Squares) на основе леммы об обращении матрицы MIL (Matrix Inversion Lemma), QR-разложения и преобразования Хаусхолдера с квадратичной вычислительной сложностью, а также простых алгоритмов по критерию наименьшего квадрата LMS (Least Mean Square), нормализованного LMS-алгоритма NLMS (Normalized LMS) и алгоритма аффинных проекций AP (Affine Projection) с линейной вычислительной сложностью. Результаты моделирования линейной АР с числом антенн/каналов, равным восьми, принимающей полезный сигнал 16-PSK, прошедший через двухлучевой канал связи, при наличии от одного до четырех источников помех с отношением сигнал-помеха -30 дБ по каждой помехе, при отношении сигнал-шум в каналах решетки 10 - 30 дБ, демонстрируют эффективность предлагаемого решения.

Наведено результати оптимізації (конструктивного синтезу) хвилевідних пластинчастих поляризаторів із різними товщинами сходинок поздовжньої пластини-перегородки (ПП) із використанням методу скінченних елементів. Отримано оптимальні розміри поляризаторів X-діапазону з 2-, 3-, і 4-сходинковими ПП для різних відносних смуг частот. Показано, що використання 3-сходинкової ПП зі змінною товщиною сходинок, замість ПП постійної товщини, покращує коефіцієнт відбиття та кросполяризаційну розв'язку хвилевідного пластинчастого поляризатора на 2 - 5, і 3 - 6 дБ відповідно, залежно від відносної смуги частот. Наведено результати вимірювання характеристик сконструйованого та виготовленого дослідного зразка поляризатора з оптимальною 3-сходинковою ПП зі змінною товщиною сходинок для робочого діапазону частот 7,70 - 8,50 ГГц. Показано, що у всьому зазначеному діапазоні частот експериментальні значення КСВН і кросполяризаційної розв'язки дослідного зразка поляризатора разом із переходами та згинами складають менше 1,4 і вище 30 дБ відповідно. Розроблений компактний поляризатор призначений для застосування у складі квазі-моноімпульсного опромінювально-перетворювального модуля дзеркальної антени земної станції супроводу супутників дистанційного зондування Землі, що працюють на ортогональних колових поляризаціях.

Проанализированы параметры элементов структурной схемы фазированной антенной решетки Ка диапазона, включающей аналоговые ферритовые и дискретные полупроводниковые фазовращатели, блок управления и систему распределения мощности. Предложен способ настройки фазирующих элементов решетки, использование которого позволяет значительно упростить и удешевить их производство. Экспериментально исследована эффективность предложенного способа настройки на примере 9-элементной линейной фазированной антенной решетки, что позволило проверить предположение об учете неидентичности фазовых характеристик элементов в ее каналах, и их влияние на параметры диаграммы направленности. Методика настройки также учитывает влияние электрических характеристик обтекателя или радиопрозрачного укрытия в случае их наличия. Суть методики заключается в том, что все излучающие элементы антенны, кроме центрального канала, в котором фазовращатель отсутствует, закрываются радиопоглощающим материалом. Затем путем подбора вида и величины сигналов управления максимум диаграммы направленности ориентируется в направлении излучателя, находящегося в дальней зоне. Найденный сигнал управления запоминается. По одному открывая раскрывы других излучателей и настраивая их, получаем матрицу сигналов управления для заданного сектора сканирования. Таким образом, формируется матрица управления фазовращателями, и при сканировании дополнительные вычислительные устройства не нужны. В результате проведенных экспериментальных исследований на примере 9-элементной линейной фазированной антенной решетки с использованием предложенной методики показано, что неидентичность параметров элементов СВЧ не влияет на быстродействие и точность установки фазового распределения в раскрыве антенны.

Совместную работу двух цифровых систем тропосферной связи (ЦСТС) можно быстро реализовать с помощью адаптивного сигнального управления одновременно на обеих станциях. Такое управление возможно организовать с помощью адаптивного алгоритма моделирования линии тропосферной связи (ЛТС) путем использования ЦСТС и контроля сигналов на выходе и входе адаптивных антенн (АдА), адаптивных передатчиков и адаптивных приемников на каждой станции. Использованы современный цифровой тропосферный модем на одной станции и адаптивная обработка сигналов на основе специального цифрового блока управления на другой станции. В результате, адаптивное сигнальное управление одновременно на обеих станциях стабилизирует уровни тропосферных сигналов на этих станциях, что обеспечивает нормальную информационную надежность ЛТС с ЦСТС различной модификации при их совместной работе.