Исследование и разработка антенных систем для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Пестовский Константин Игоревич

• Пестовский Константин Игоревич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Пестовский Константин Игоревич

ВВЕДЕНИЕ

1 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ АНТЕННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ БЫСТРОРАЗВЕРТЫ-ВАЕМЫХ КОМПЛЕКСОВ ДКМВ РАДИОСВЯЗИ

1.1 Быстроразвертываемые комплексы связи и трассы распространения ДКМВ

1.2 Анализ технических решений по реализации и размещению антенных систем для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ

1.3 Обоснование принципов построения антенных систем для перспективных быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ и путей их реализации на основе совершенствования технологий развертывания и настройки

1.4 Электродинамическое моделирование антенных систем диапазона ДКМВ для быстроразвертываемых комплексов

1.5 Выводы по разделу

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ АНТЕННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ БЫСТРОРАЗВЕРТЫВАЕМЫХ КОМПЛЕКСОВ И МЕТОДИКИ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

2.1 Разработка быстроразвертываемого симметричного вибратора с использованием квадрокоптера

2.2 Разработка быстроразвертываемого петлевого вибратора на основе телескопической опоры

2.3 Разработка быстроразвертываемых антенных решеток на основе петлевых вибраторов

2.4 Разработка методики проектирования антенных систем для быстро-развертываемых комплексов диапазона ДКМВ

2.5 Выводы по разделу

3 РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ АНТЕНН ДКМВ

3.1 Бортовая декаметровая антенна подвижного объекта

3.2 Экспериментальные исследования макета У-образного симметричного вибратора

3.3 Экспериментальные исследования макета петлевого вибратора

3.4 Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Методика расчета механической стойкости петлевого вибратора

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Методика определения механических нагрузок на телескопическую опору без оттяжек для заданного ветрового района

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Методика определения обеспечения устойчивости базы с антенной без оттяжек

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Методика определения механических нагрузок на антенные канатики

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка антенных систем для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ»

ВВЕДЕНИЕ

Комплексы технических средств различного назначения (связи, охраны, разведки, вооружений и др.) в большинстве случаев можно разделить на 3 группы:

- стационарные - комплекс оборудования размещен на стационарном объекте согласно проекту, в дальнейшем не перемещается и не может быть перемещен без нарушения работоспособности (боеготовности);

- мобильные - комплекс оборудования размещен на мобильном объекте в полностью работоспособном виде и может выполнять свои функции в движении или на стоянке без изменения положения и соединения составных частей комплекса;

- быстроразвертываемые (иногда «быстроразворачиваемые») - комплекс оборудования размещен на мобильном объекте (группе мобильных объектов), обладает автономной работоспособностью, выполняет свои функции на площадке развертывания после оперативного размещения и соединения между собой составных частей комплекса и может быть оперативно свернут и перемещен на другую площадку.

Быстроразвертываемые антенные комплексы диапазона ДКМВ занимают важное место в составе сетей радиосвязи, в том числе - резервных и полевых. Хорошо известно, что ДКМВ диапазон имеет ряд важных преимуществ по сравнению с другими диапазонами связи, основными из которых являются высокая живучесть, практически полная независимость от существующей инфраструктуры, гибкость, достаточно быстрая организация связи при минимальном использовании ресурсов [125]. Однако, оперативность развертывания/свертывания традиционных антенн и возможности их адаптации при регулярном изменении рабочих частот станции уже не удовлетворяют современным требованиям.

Вполне очевидно, что основные современные тенденции развития антенных комплексов специальной радиосвязи весьма тесным образом связаны с общими тенденциями развития вооружения и военной техники в России. В этой связи сле-

дует отметить, что во всех ведущих мировых державах, включая и Россию, в настоящее время выполняется переход к «формированию вооруженных сил информационного века» [60]. Это, в свою очередь, требует постоянного совершенствования системы связи вооруженных сил, существенного повышения требований по своевременности, видам и качеству услуг связи, внедрения новых видов связи и интеграции вторичных сетей.

Не случайно, выступая с докладом о стратегии развития России на расширенном заседании Государственного совета, Президент России отметил, что «Использование новейших технологий потребует и переосмысления стратегии строительства вооруженных сил. Ведь передовые научные разработки в области био-, нано- и информационных технологий могут привести к революционным изменениям в области вооружений». В новых условиях требуется реформирование способов ведения боевых действий, а также организации поддержки войск на поле боя с учетом последних достижений в области инфокоммуникаций [79, 80].

Во исполнение соответствующих распоряжений Президента в настоящее время разработаны «Концепция развития системы связи Вооруженных Сил Российской Федерации на период до 2025 года» и «Комплексная целевая программа «Развитие системы связи Вооруженных Сил Российской Федерации на 2016 -2025 гг.», в которых определены основные принципы развития систем специальной связи [46].

«Совершенствование системы связи относится и к ее полевой компоненте, к которой, как уже было отмечено выше, относятся мобильные и быстроразверты-ваемые комплексы. Высокие требования к ней обусловлены, в том числе, и тем, что информационное превосходство на поле боя эквивалентно увеличению боевого потенциала войск и зачастую является определяющим» [60] .

«Существующие полевые системы связи, разработанные в 80-х годах, к настоящему времени морально и технически устарели и не позволяют выполнить требования современных комплексов средств автоматизации. В связи с этим проводятся мероприятия по совершенствованию технической основы полевой составляющей системы управления» [60].

«В частности, разрабатывается новое поколение полевых подвижных пунктов управления на основе типовых унифицированных модулей, обеспечивающих требуемые мобильность, скрытность, устойчивость и непрерывность управления, а также полевых узлов связи как элементов пунктов управления, способных развертываться по модульному принципу и обеспечивать органы управления своевременной, достоверной и защищенной информацией путем предоставления интегрированных услуг связи. Перспективная система связи позволит в режиме реального времени решать задачи автоматического сбора и представления должностным лицам данных о расположении и боевых возможностях войск и средств и в таком же режиме осуществлять передачу команд и данных целеуказания и управления» [60].

С учетом отмеченных выше тенденций развития военной техники в России в целом можно выделить несколько тенденций развития антенных систем для быстроразвертываемых антенных комплексов ДКМВ диапазона.

Прежде всего, отметим общую тенденцию к миниатюризации средств связи, в том числе, антенн. Вполне очевидно, что данная тенденция в радиосвязи наблюдается всегда, но особенно это актуально именно для быстроразвертываемых антенных комплексов. Антенны с уменьшенными размерами занимают меньше места на кузове, что положительно сказывается на аэродинамических характеристиках, массогабаритных характеристиках, грузоподъемности, а также на характеристиках электромагнитной совместимости (ЭМС) компактных группировок радиоэлектронных средств (РЭС), так как имеется больше возможностей для разноса антенн в пространстве, появляется гибкость в компоновочных решениях. Кроме того, уменьшается трудоемкость развертывания антенных комплексов и повышается их живучесть.

В настоящее время также наблюдается тенденция к расширению требований к услугам, предоставляемым системами связи. Это, в свою очередь, ведет к увеличению числа используемых диапазонов и, соответственно, количества антенн, входящих в комплексы. В связи с этим упомянутая миниатюризация антенн также является актуальной. Кроме того, актуальной является тенденция создания

универсальных многодиапазонных антенн, способных заменить две и более узкодиапазонных антенн.

Другой важной современной тенденцией является сокращение боевых расчетов машин связи. Это связано со стремлением к оптимизации войск и сокращению затрат. В связи с этим возимые быстроразвертываемые комплексы должны быстро и просто (силами небольшого личного состава) развертываться и свертываться.

Кроме того, в настоящее время также активно развиваются средства обнаружения антенных комплексов противником. Они становятся более быстрыми (время обнаружения цели сокращается) и более точными (возрастает точность определения координат цели). Соответственно, в связи с этим также возрастают требования к мобильности и времени свертывания/развертывания возимых антенных комплексов.

Также отметим, что в действующих на сегодняшний день мобильных и быстроразвертываемых антенных комплексах, как правило, каждая антенна ДКМВ диапазона работает в одном направлении. Однако, часто на практике это оказывается неудобным, например, когда неизвестно направление организации связи. Для повышения тактической гибкости мобильных и быстроразвертывае-мых комплексов целесообразно использовать кольцевые антенные решетки (КАР) с возможностью оперативного изменения направления передачи электромагнитных волн и их приема.

Также в настоящее время наблюдается масштабное перевооружение и переоснащение войск связи, включая постановку на вооружение новых образцов машин. Вполне очевидно, что для новых конструкций машин необходима также разработка и новых, усовершенствованных, конструкций мобильных и быстро-развертывемых антенных комплексов.

Кроме того, учитывая большое разнообразие предоставляемых услуг связи, используемых диапазонов и количество антенн, размещаемых на подвижных объектах, можно говорить о передвижных радиоцентрах, обеспечивающих связь в местах требования.

В связи с вышесказанным, становится очевидной необходимость разработки новых, эффективных антенных систем для мобильных и быстроразвертываемых комплексов, обеспечивающих возможность оперативной организации радиосвязи на различных частотах и на трассах различной протяженности.

Таким образом, может быть констатировано наличие актуальной научно-технической проблемы создания новых эффективных антенных систем для быстроразвертываемых комплексов, обеспечивающих возможность оперативной организации радиосвязи на различных частотах и на трассах различной протяженности.

Степень разработанности темы исследования может быть охарактеризована следующими основными достижениями.

Как известно, радиосвязь в диапазоне ДКМВ обладает рядом несомненных преимуществ (в том числе, высокая живучесть, независимость от существующей инфраструктуры (для мобильных станций), гибкость, достаточно быстрая организация связи при минимальном использовании ресурсов, невысокая стоимость и простота используемого оборудования), в связи с чем она продолжает активно использоваться и развиваться. Организация радиосвязи в данном диапазоне, как, впрочем, и в любом другом, является сложным, трудоемким и многогранным процессом. Соответственно, и число научных трудов в рассматриваемой сфере весьма велико. Причем в них рассматриваются самые разные вопросы - от распространения радиоволн до электродинамического моделирования антенн и подстилающих поверхностей. Рассмотрению общей теории и практики использования антенн ДКМВ диапазона, включая рассмотрение различных типов и вариантов антенн, различных вариантов согласующих и фазирующих устройств, вопросов распространения радиоволн, методов электродинамического анализа, синтеза и проектирования и т.п. антенн, посвящены работы многих исследователей [5, 19, 23, 32, 40, 47, 54, 57, 59, 61, 64, 70, 73, 74, 82, 101, 125, 133, 143], среди которых отметим работы Г.З. Айзенберга, С.П. Белоусова, А.Л. Бузова, Л.С. Казанского, Р. Кинга (R. King), А.Д. Красильникова, Г.А. Лаврова, М.А. Леонтовича, Е.Л. Фейнберга.

В данном обзоре ограничимся рассмотрением определенного, более узкого, круга рассматриваемых вопросов, связанных с анализом и синтезом быстрораз-вертываемых антенн ДКМВ диапазона [29, 35]. Коротко очертим круг проблем, имеющих непосредственное отношение к исследованиям, проводимым в данной работе, и по которым дается обзор состояния вопроса. Во-первых, и это вполне очевидно, основным вопросом, рассматриваемым в работе, являются сами быст-роразвертываемые антенны, принципы и особенности их построения. Второй значимой группой вопросов являются вопросы, связанные с расчетом всех необходимых характеристик рассматриваемых антенн и, соответственно, с методами их электродинамического моделирования. Еще одной группой вопросов, непосредственно связанной с предыдущей и являющейся очень важной в рассматриваемом (ДКМВ) диапазоне, являются вопросы учета влияния подстилающей (земной) поверхности на характеристики антенн. Понятно, что методы учета подстилающей поверхности (или земли) также относятся к методам электродинамического моделирования, однако, традиционно они развиваются самостоятельно и поэтому выделены здесь в отдельную группу.

Рассмотрим далее каждую группу вопросов более подробно.

Прежде всего, отметим, что в некоторых современных научных работах и патентах на изобретения в качестве быстроразвертываемых антенн диапазона ДКМВ рассматриваются стандартные технические решения антенн, изначально рассчитанные на стационарную установку и частично адаптированные под «быстроразвертываемость». Однако, на наш взгляд, данный подход является не совсем корректным. По мнению автора, быстроразвертываемые антенны и антенные комплексы должны изначально моделироваться и проектироваться именно как быстроразвертываемые, причем с учетом планируемых мест установки.

Вполне очевидно, что платой за «быстроразвертываемость» в данном случае является ухудшение основных характеристик по назначению синтезируемых антенн. Однако, в данной работе такой «размен» делается сознательно, так как, несмотря на некоторое ухудшение характеристик, существенным преимуществом разрабатываемых антенных решений является их компактность, оперативная

«развертываемость-свертываемость», удобство транспортировки, обслуживания и т.п. .

Как известно, основными преимуществами быстроразвертываемых антенн являются компактность при транспортировке и возможность получения резонансной длины при полном развертывании в рабочее состояние. Такие антенны применяются во многих областях. Например, их размещают на борту судов в качестве резервных для аварийных ситуаций [43]. Также их используют службы МЧС, нефтегазового комплекса и пр.

В то же время, уже на протяжении длительного времени исследователи-практики занимаются разработкой различного вида конструкций быстроразвер-тываемых антенн, чему посвящено большое количество разнообразных российских и зарубежных патентов. Рассмотрим некоторые из них.

Одним из вариантов реализации быстроразвертываемых антенн является использование «упруготрансформируемых элементов в виде трубчатых или ленточных конструкций, которые с помощью специальных механизмов свертываются для хранения и развертываются в рабочее состояние с достаточно высокой несущей способностью» [93, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162]. Несущие конструкции таких антенн (мачты) могут использоваться в качестве излучающих элементов.

На рынке имеется ряд предложений быстроразвертываемых антенн диапазона ДКМВ на основе нагруженных структур бегущей волны (антенна LA-KW [8]), широкополосных диполей (STEALTH 9390 [7]) и т.п.

Таким образом, из приведенной «технической» части степени разработанности темы видно, что быстроразвертываемые антенны в настоящее время весьма востребованы и их исследованиями и разработкой занимаются многие ученые и инженеры.

Далее, перейдем к «теоретической» части степени разработанности темы исследования.

Прежде всего, рассмотрим группу вопросов, связанную с методами электродинамического моделирования антенн. Поскольку коротковолновые антенны

представляют собой тонкопроволочные структуры [70, 125], наиболее распространенными и эффективными на сегодняшний день методами их моделирования являются методы на основе решения интегральных уравнений (ИУ) различных типов [10, 12, 15, 30, 34, 36, 51, 52, 55, 56, 68, 81, 84, 89, 114, 115, 138, 140, 141, 145, 146, 147, 151, 163, 164, 165].

Одно из направлений в этой области основано на строгой исходной постановке задачи и решении ИУ с поверхностными интегралами (Е.Н. Васильев, С.И. Эминов, В.А. Яцкевич и др. [36, 52, 55, 56, 114, 140, 145, 163]). К преимуществам данного направления следует отнести построение устойчивых вычислительных алгоритмов вследствие корректности задачи, а к недостаткам - высокую ресурсоемкость и относительно сложную формализацию.

Ко второму направлению отнесем группу методов, также основанных на постановке задачи относительно реальных поверхностных источников, но с явным выделением особенности в ядрах ИУ, - методов сингулярных ИУ. Такие методы развиты в трудах Д.С. Клюева, Н.И. Мусхелишвили, В.А. Неганова и других ученых [51, 89]. К преимуществам данной группы методов также следует отнести построение устойчивых вычислительных алгоритмов, а к недостаткам - высокую ресурсоемкость и не универсальность в смысле исследуемых геометрических форм.

В качестве третьего и наиболее широко используемого на сегодняшний день направления выделим группу методов, основанных на постановке задачи относительно эквивалентных осевых источников тока (с использованием так называемого тонкопроволочного приближения). Такая постановка задачи приводит к математической модели антенн, основанной на ИУ фредгольмовского типа с линейными интегралами. Данное направление развивалось в работах Г.З. Айзенберга, Р. Митры (R. Mittra), С.Н. Разинькова, А.В. Рунова, Р.Ф. Харрингтона (R.F. Harrington) и многих других ученых [15, 30, 34, 68, 81, 84, 115, 138, 141, 145, 151, 163, 164, 165]. Основными достоинствами этого направления являются простота алгоритмизации, относительно небольшая потребность в вычислительных ресурсах, универсальность (возможности расчета различных пространственных форм), мно-

голетний активный опыт их использования. К недостаткам же следует отнести наличие ограничений на радиус проводников и неустойчивость некоторых из получаемых вычислительных алгоритмов.

С учетом отмеченных достоинств и недостатков рассмотренных направлений, для электродинамического анализа антенн в данной работе был выбран метод ИУ в тонкопроволочном приближении. Дополнительным аргументом в пользу использования данной группы методов является их программная реализация во многих специализированных программных комплексах (ПК), как коммерческих, так и свободно распространяемых.

Отдельно рассмотрим группу вопросов, связанных с учетом влияния подстилающей (земной) поверхности на характеристики антенн. Как уже было отмечено выше, данная группа вопросов является весьма важной именно в рассматриваемой области исследований, так как быстроразвертываемые антенны ДКМВ по необходимости являются приземными. Данная группа вопросов развита в трудах Р. Кинга (R. King), А.С. Князева, В.П. Кубанова, Г.А. Лаврова, М.А. Леонтовича, Е.Л. Фейнберга и других ученых [12, 13, 33, 37, 53, 61, 67, 72, 73, 74, 75, 132, 133, 134, 137, 150, 152].

К настоящему времени развито несколько различных методов электродинамического моделирования подстилающей (в большинстве случаев, земной) поверхности. Одним из легко реализуемых, однако весьма приближенных, является метод, основанный на предположении идеально проводящей земли [37, 133], в рамках которого влияние подстилающей поверхности учитывается с помощью построения зеркального изображения антенны. Для уточнения полученных результатов часто используется метод на основе функции ослабления [133].

Альтернативным подходом является группа методов, основанных на описании подстилающей поверхности с помощью использования импедансных граничных условий [53, 75, 133, 134]. К достоинствам данного подхода следует отнести более адекватную физическую модель и более высокую точность по сравнению с предыдущими методами. К недостаткам же следует отнести сложность формализации и высокую ресурсоемкость.

Отдельно отметим метод интегралов Зоммерфельда, позволяющий с высокой точностью анализировать влияние поверхности земли на излучатели, весьма близко расположенные к земле [73].

Компромиссным подходом к учету влияния земной поверхности является метод, основанный на использовании коэффициентов Френеля [33]. Как и метод зеркальных изображений, данный метод применим в приближении плоской волны, т.е. в дальней зоне антенны. Однако, зачастую данный подход с приемлемой погрешностью используется и в ближней зоне антенны. К достоинствам данного метода можно отнести простоту реализации и низкую ресурсоемкость. К недостаткам же - относительно невысокую точность расчетов.

По результатам анализа достоинств и недостатков указанных способов, в качестве базовых методов учета влияния земной поверхности автором были выбраны метод, основанный на использовании коэффициентов Френеля, для симметричных излучателей и метод интегралов Зоммерфельда для несимметричных излучателей.

С учетом обоснованного выбора методов электродинамического моделирования антенн ДКМВ диапазона и учета влияния подстилающей поверхности могут быть выбраны соответствующие программные средства.

Как уже было отмечено, ИУ в тонкопроволочном приближении реализованы во многих ПК, предназначенных для электродинамического анализа антенных систем. В частности, этот метод присутствует и в ПК иностранной разработки (FEKO, SuperNEC, EMC Studio) и в отечественных (EDEM, MMANA, Samant, Scater) [10, 50, 111, 112, 145, 148] и др. Однако, не во всех рассмотренных ПК реализованы методы учета влияния земной поверхности, в том числе, метод интегралов Зоммерфельда. С учетом анализа достоинств и недостатков различных ПК, а также их доступности для автора, в качестве основного был выбран ПК Scater [112].

Таким образом, анализ степени разработанности темы исследования доказал актуальность разработки перспективных быстроразвертываемых антенных систем

диапазона ДКМВ с улучшенными характеристиками и эффективных методов их проектирования, а так же необходимость дальнейших исследований.

Цель работы - исследование и разработка технических решений и методов проектирования антенных систем для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ на основе использования инновационных технологий развертывания.

В рамках сформулированной цели в настоящей диссертационной работе решены следующие задачи исследований:

- разработка принципов построения антенных систем и совершенствования технологий развертывания для перспективных универсальных быстроразвертыва-емых комплексов ДКМВ радиосвязи;

- разработка и исследование быстроразвертываемого симметричного вибратора с использованием квадрокоптера;

- разработка и исследование быстроразвертываемого петлевого вибратора на основе телескопической опоры;

- разработка и исследование быстроразвертываемых антенных решеток на основе петлевых вибраторов;

- разработка методики проектирования антенных систем для быстроразвер-тываемых комплексов диапазона ДКМВ;

- реализация и экспериментальные исследования технических решений антенн ДКМВ.

Объект исследований - антенные системы для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ.

Предмет исследований - инновационные технические и технологические решения и методы проектирования антенных систем для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ.

Научная новизна работы определяется следующими результатами:

1. Обоснованы принципы построения перспективных антенных систем для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ, включая принципы универсальности, гибкости и разумной достаточности, оперативности и автономно-

сти, и пути реализации этих принципов на основе совершенствования технологий развертывания и оперативной настройки.

2. Разработана методика проектирования антенных систем для быстрораз-вертываемых комплексов диапазона ДКМВ с комплексным учетом электрических и механических характеристик, на основе усовершенствованных технологий развертывания и оперативной настройки, с использованием несимметричных петлевых излучателей с плавно изменяемой длиной, развертываемых посредством подъема телескопической опоры, кольцевых антенных решеток на их основе и симметричных излучателей с дискретно изменяемой длиной, развертываемых посредством подъема привязного беспилотного летательного аппарата.

3. Получены новые результаты исследований характеристик антенных систем для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ на основе симметричных вибраторов с использованием квадрокоптера, петлевых вибраторов на телескопической опоре и антенных решеток из петлевых вибраторов.

Теоретическая значимость работы заключается в следующем:

1. Обоснованные в диссертации принципы построения перспективных антенных систем для быстроразвертываемых комплексов диапазона ДКМВ и результаты исследований характеристик антенных систем расширяют знания об антеннах и антенных системах диапазона ДКМВ.

2. Предложенные направления совершенствования технологий развертывания и оперативной настройки антенных систем для быстроразвертываемых комплексов вносят вклад в развитие технологий эксплуатации антенных систем диапазона ДКМВ.

3. Разработанная методика проектирования антенных систем для быстро-развертываемых комплексов диапазона ДКМВ на основе комплексного учета электрических и механических характеристик и инновационных способов развертывания вносит вклад в развитие методологии проектирования антенных систем.

Практическая значимость работы заключается, прежде всего, в том, что разработанная методика проектирования антенных систем для быстроразвертыва-емых комплексов диапазона ДКМВ, предложенные направления совершенствова-

ния технологий их развертывания и оперативной настройки и полученные результаты исследований характеристик таких систем могут непосредственно использоваться разработчиками антенн и антенных систем для быстроразвертываемых комплексов радиосвязи.

Практическая значимость работы дополнительно подтверждается наличием нового технического решения, разработанного с участием автора и защищенного патентом Российской Федерации.

Реализация результатов работы

Результаты диссертационной работы, с непосредственным участием автора, использованы в организациях и на предприятиях России. Реализация результатов работы и достигнутый при этом эффект подтверждены соответствующими актами.

Работа соответствует следующим пунктам паспорта специальности

2.2.14 (Антенны, СВЧ-устройства и их технологии):

«п.2. Исследование характеристик антенн и микроволновых устройств для их оптимизации и модернизации, что позволяет осваивать новые частотные диапазоны, обеспечивать электромагнитную совместимость, создавать высокоэффективную технологию и т.д.

п.3. Исследование и разработка новых антенных систем, активных и пассивных микроволновых устройств, в том числе управляющих, фазирующих, экранирующих и других, с существенно улучшенными параметрами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пестовский Константин Игоревич, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автоматизированный радиоцентр коротковолновой связи «Антей» // http://nevskii-bastion .ru/antey-rks/

2. Авторское свидетельство СССР №122500, класс 21а4, 4603. Вертикальный линейный излучатель / Айзенберг Г.З., Урядко В.Н. - Опубл. БИ №18, 1959.

3. Авторское свидетельство СССР №151392, класс H04d; 21a4, 4603. Пневматическая антенна / Урядко В.Н. - Опубл. БИ №21, 1962.

4. Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. -М.: Наука, 1972. - 563 с.

5. Ананьев А.В., Катруша А.Н. Контурная антенна ДКМВ-диапазона для беспилотных летательных аппаратов // Антенны. - 2017. - № 8 (240). - С. 45 - 52.

6. Антенна - антенное согласующее устройство АнСУ от производителя // https://productcenter.ru/products/70512/antienna-antiennoie-soglasuiushchieie-ustroistvo-ansu

7. Антенна быстроразворачиваемая дипольная STEALTH 9390 // https://www.yaesu.ru/stealth-9390

8. Антенна коротковолновая LA-KW // https://www.radial.ru/catalog/antennas/dipole/LA-KW/

9. Аппаратная МП-1ИМЕ // http://elektrosignal.ru/product/apparatnaya-mp-

1ime/

10. Аронов В.Ю., Бузов А.Л., Бузова М.А., Кольчугин Ю.И. Методологическое и программное обеспечение высокотехнологичных рабочих мест для проектирования антенн и проведения расчетов электромагнитной совместимости и безопасности // Антенны. - 2019. - № 7 (261). - С. 5 - 16.

11. Аронов С.Ю. Технология моделирования антенных систем подвижной радиосвязи на основе комплексных антенных моделей // Радиотехника. - 2018. -№ 4. - С. 70-76.

12. Артемьев В.В., Эминов С.И. Исследование вибраторных антенн вблизи земли // Наука - производству. - 2000. - № 8. - С. 44 - 46.

13. Ашихмин А.В., Пастернак Ю.Г., Попов И.В., Рембовский Ю.А. Моделирование влияния земной поверхности на характеристики антенных устройств комплексов радиомониторинга мобильного базирования // Сист. упр. и инф. тех-нол. - 2007 - С. 117 - 123.

14. Бать, М.И. Теоретическая механика в примерах и задачах / М.И. Бать, Г.Ю. Джанелидзе, А.С. Кельзон; под ред. Г.Ю. Джанелидзе, Д.Р. Меркина. - 5-е изд., перераб. - М.: Наука, 1967. - Т.1. Статика и кинематика. - 512 с. [Электронный ресурс]. - URL:// https://bibHodub.ru/mdex.php?page=book&id=437373.

15. Белоусов С.П., Клигер Г.А. Анализ проволочных вибраторов // Труды НИИР. - 1982. - № 3. - С. 5 - 9.

16. Береснев Ю.И., Юхно В.П. Выбор антенных устройств для разрабатываемых мобильных комплектов средств связи // Автоматизация процессов управления. - 2008. - № 1. - С. 64 - 69.

17. Будяк В.С., Давыдович А.В., Кисмерешкин В.П., Косточкина Н.А. Ло-гопериодические антенны вертикальной поляризации // Динамика систем, механизмов и машин. - 2017, т.5. - № 4. - С. 10-13.

18. Бузов А.Л. Основные проблемы и тенденции в области разработки ан-тенно-фидерных устройств специальной радиосвязи ВЧ, ОВЧ и УВЧ диапазонов // Электросвязь. - 2013. - № 12. - С. 20 - 26.

19. Бузов А.Л. Современные тенденции развития антенной техники ДКМВ радиосвязи // Антенны. - 2007. - № 10 (125) . - С. 44 - 50.

20. Бузов А.Л. Точный анализ ДОС на основе LC-сетки // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1998. - №3-4 - С.10-16.

21. Бузов А.Л., Аронов С.Ю. Принципы построения комплексных математических моделей антенн подвижной радиосвязи, учитывающих воздействие климатических и механических факторов // Радиотехника. - 2016. - № 4. - С. 6975.

22. Бузов А.Л., Барабошин А.Ю., Минкин М.А., Юдин В.В. Передающий комплекс ДКМВ диапазона на основе кольцевой антенной решетки с цифровым формированием диаграмм направленности // Антенны. - 2012. - № 6. - С. 11-15.

23. Бузов А.Л., Казанский Л.С., Кольчугин Ю.И. Широкодиапазонная антенна зенитного излучения // Вестник СОНИИР. - 2005. - № 1 (7). - С. 20 - 24.

24. Бузов А.Л., Клюев Д.С., Неганов В.А., Нещерет А.М. Перспективы использования метаматериалов в антеннах нового поколения // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2017. - № 3. - С. 15-20.

25. Бузов А.Л., Клюев Д.С., Нещерет А.М. Возможности совершенствования антенной техники путем использования киральных метаматериалов // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2018. - № 3. - С. 66-72.

26. Бузов А.Л., Кольчугин И.Ю. Построение передающих антенных решеток ДКМВ-диапазона // Электросвязь. - 2012. - № 12. - С. 49-52.

27. Бузов А.Л., Красильников А.Д., Рубис А.А. Пути оптимизации антенных комплексов радиоцентров ДКМВ // Антенны. - 2017. - №10. - С.11-19.

28. Бузов А.Л., Нещерет А.М. Перспективы совершенствования защищенных антенн диапазона ДКМВ за счет использования кирального заполнения // Системы связи и радионавигации: Материалы IV Всероссийской научно-технической конференции (Красноярск, 2017 г.). - Красноярск: АО «НПП «Радиосвязь», 2017. - С. 294-298.

29. Бузов А.Л., Сухарев А.С. Вопросы создания универсальных быстро-разворачиваемых комплексов технических средств ДКМВ радиосвязи // Вестник СОНИИР. - 2006. - № 2 (12). - С. 12 - 16.

30. Бузова М.А. Проблемы и перспективы применения тонкопроволочного моделирования в задачах антенной электродинамики // Вестник СОНИИР. - 2007. - № 2 (16). - С. 4 - 10.

31. Бузова М.А., Букашкин С.А., Минкин М.А. Построение системы комбинированных методов математического моделирования сложных электродинамических систем // Вестник СамГУ - Естественнонаучная серия. - 2013. - № 3 (104). - С. 67-74.

32. Бузова М.А., Минкин М.А., Рубис А.А. Приемная антенная система ВЧ диапазона с возможностями поляризационной адаптации // Антенны. - 2019. -№ 1. - С. 44 - 51.

33. Бузова М.А., Трофимов А.П. Границы применимости формул Френеля в задачах антенной электродинамики // Антенны. - 2007. - № 10 (125). - С. 9 - 12.

34. Бузова М.А., Юдин В.В. Проектирование проволочных антенн на основе интегральных уравнений: Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Радио и связь, 2005. - 172 с.

35. Варанкин А.В., Гусев С.А., Казанский Л.С., Красильников А.Д., Мин-кин М.А., Сикорский А.Б. Принципы построения быстроразворачиваемых антенн для ДКМВ радиосвязи // Вестник СОНИИР. - 2003. - № 1 (3). - С. 43 - 48.

36. Васильев Е.Н. Возбуждение тел вращения. - М.: Радио и связь, 1987. -

272 с.

37. Васин А.В. Использование метода зеркальных изображений при расчете приземных антенн // Вестник СОНИИР. - 2005. - № 3 (9). - С. 38 - 42.

38. Велегура В.А., Титов В.Ю. Математическая модель модульной быст-роразворачиваемой антенной решетки // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2012. - № 4. - С. 16 - 19.

39. Вереитин В.В., Климов А.И. Кольцевая антенная решетка диапазона ВЧ // Общественная безопасность, законность и правопорядок в III тысячелетии. -2018. - № 4-2. - С. 178-183.

40. Вереитин В.В., Климов А.И. Широкополосный вертикальный несим-мметричный вибратор диапазона ВЧ // Охрана, безопасность, связь. - 2019. - № 4 - 2 (4). - С. 10 - 14.

41. Вереитин В.В., Климов А.И., Тюленев С.И. Ослабление взаимного влияния элементов сканирующих кольцевых антенных решеток диапазона ВЧ // Вестник Воронежского института МВД России. - 2019. - № 4. - С. 146-151.

42. Верещагин Е.М. Антенны и распространение радиоволн. - М.: Воен-издат, 1964. - 238 с.

43. Вершков М.В., Миротворский О.Б. Судовые антенны: Учеб. пособ. / 3-е издание, переработанное и дополненное. - Л.: Судостроение, 1990. - 303 с.

44. Ветроустойчивая и прочная, многодиапазонная антенна DELTA -ROOST // http://ua6ap.ru/dl_xbi.htm

45. Геоскан 401 Привязной // https://www.geoscan.aero/ru/products/geoscan401/wired

46. Главное управление Связи Вооруженных Сил Российской Федерации: история создания и развития (1919 - 2019 гг.). - М.: Авиация и спорт, 2019. - 864 с.

47. Головин О.В., Простов С.П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи / Под ред. профессора О.В. Головина. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 598 с.

48. Гололобов Д.В., Кирильчук В.Б. Распространение радиоволн и антен-но-фидерные устройства: метод. пособие в 3 ч. Ч.1. Распространение радиоволн. -Минск: БГУИР, 2003. - 124 с.

49. ГОСТ 839-2019 Провода неизолированные для воздушных линий элек-тропередачи. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2019. - 45 с.

50. Давыдов А.Г., Пименов Ю.В. Программный комплекс EDEM3D для исследования электродинамических характеристик идеально проводящих трехмерных объектов // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. - 1999. - Т. VII. - № 2 (23). - С. 24 - 26.

51. Дементьев А.Н., Клюев Д.С., Неганов В.А., Соколова Ю.В. Сингулярные и гиперсингулярные интегральные уравнения в теории зеркальных и полос-ковых антенн. - М.: Радиотехника, 2015. - 216 с.

52. Дмитриев В.Н., Захаров Е.В. Интегральные уравнения в краевых задачах электродинамики. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987.

53. Ерофеенко В.Т., Кравченко В.Ф. Об импедансных граничных условиях, учитывающих кривизну поверхности // Радиотехн. и электрон. - 2000. - Т. 45.

- № 11. - С. 1300 - 1306.

54. Задорожный В.В., Ларин А.Ю., Оводов О.В., Христианов В.Д. Оптимизация приемных цифровых антенных решеток // Антенны. - 2012. - № 9. - С. 24 - 31.

55. Захаров Е.В., Пименов Ю.В. Численный анализ дифракции радиоволн.

- М.: Радио и связь, 1982. - 264 с.

56. Ильинский А.С., Свешников А.Г. Численные методы в теории дифракции. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987.

57. Казанский Л.С. Теория моделирования антенно-фидерных устройств линейными LC-цепями с потерями, их проектирование и техническая реализация в ВЧ - диапазоне: Дис. ... докт. техн. наук. - Самара, 1998. - 346 с.

58. Казанский Л.С., Красильников А.Д. Фазирующие устройства ДКМВ диапазона на базе LC-сеток // Вестник СОНИИР. - 2007. - № 1(15). - С. 51-56.

59. Казанский Л.С., Романов В.А. Антенно-фидерные устройства дека-метрового диапазона и электромагнитная экология. - М.: Радио и связь, 1996. -270 с.

60. Карпов Е.А. Состояние и перспективы развития военной связи в Российской Федерации. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://federalbook.ru/ files/SVAYZ/saderzhame/Tom%206ЛV/Karpov.pdf. (дата обращения: 12.02.2020).

61. Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. В 2-х книгах. Кн. 2. Пер. с англ. - М.: Мир, 1984. - 824 с.

62. Кисмерешкин В.П., Будяк В.С., Давыдович А.В., Агарков Н.Е. Диапазонная антенна вертикальной поляризации мобильного варианта исполнения // Техника радиосвязи. - 2019. - № 3 (42). - С. 22-31.

63. Кисмерешкин В.П., Колесников А.В., Зайдов П.А., Васильева А.В. Исследование коаксиальных рамочных антенн повышенной эффективности // Динамика систем, механизмов и машин. - 2017, т.5. - № 4. - С. 205-209.

64. Кольчугин И.Ю. Исследования и разработка малогабаритных кольцевых антенных решеток ДКМВ диапазона с управляемыми пространственными и поляризационными характеристиками: Дисс-ция на соиск. уч. ст. канд. тех. наук. - Самара, 2014. - 187 с.

65. Кольчугин И.Ю. Синтез диаграммообразующей системы передающей кольцевой антенной решетки ДКМВ диапазона // Радиотехника. - 2014. - № 4. -С. 55-59.

66. Кольчугин И.Ю. Технология цифровой обработки в антенных решетках ДКМВ диапазона // Труды НИИР. - 2011. - № 4. - С. 39-51.

67. Кольчугин Ю.И. Учет влияния земли при формировании поляризационных характеристик приемных ДКМВ антенн // Радиотехника. - 2008. - № 3. -С. 85 - 88.

68. Корнилов М.В., Калашников Н.В., Рунов А.В. и др. Численный электродинамический анализ произвольных проволочных антенн // Радиотехника. -1989. - №7. - С. 82 - 83.

69. Короткие волны: особенности распространения и выбор антенн // https://sicom.ru/images/products/121/hf-antenna.pdf

70. Коротковолновые антенны / Г.З. Айзенберг, С.П. Белоусов, Э.М. Журбенко и др.; Под ред. Г.З. Айзенберга. - 2-е, перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. - 536 с.

71. Кубанов В.П., Ружников В.А., Сподобаев М.Ю., Сподобаев Ю.М. Основы теории антенн и распространения радиоволн: Учебное пособие / Под ред. В.П. Кубанова. - Самара: ИНУЛ-ПГУТИ, 2016. - 258 с.

72. Кубанов В.П., Шередько Е.Ю. Влияние нерегулярности рельефа антенного поля на параметры синфазных коротковолновых антенн // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. - 1976. - № 11. - С. 107 - 108.

73. Лавров Г.А., Князев А.С. Приземные и подземные антенны. - М.: Советское радио, 1965. - 472 с.

74. Леонтович М.А. Об одном методе решения задач о распространении электромагнитных волн вдоль поверхности земли // Изв. АН СССР. - 1944. - Т. 8. - С. 16.

75. Мартынов Н.А., Мироненко Г.Н., Кирьянов О.Е. Оценка границ применимости импедансных граничных условий в задаче дифракции электромагнитной волны на проводящей кромке с покрытием // Радиотехника - 2000. - № 6. - С. 74 - 78.

76. Мачты // http://www.machty.ru/product/

77. Мачты телескопические // http://2ts-engineering.ru/products/machty-teleskopicheskie/

78. Машина управления П-230Т на базе бронеавтомобиля "Тигр-М" // https://www.drive2.ru/c/486347804021621368/

79. Мейчик Е.Р. Перспективы развития войск связи в условиях формирования нового облика Вооруженных Сил Российской Федерации. [Электронный

ресурс]. - Режим доступа: http://vk.sibsutis.ru/articles/2009-1_(p15-17).PDF (дата

обращения: 12.02.2020).

80. Мейчик Е.Р. Перспективы развития системы связи и автоматизированных систем управления Вооруженных сил Российской Федерации. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://federalbook.ru/files/OPK/Soderjanie/OPK-6/III/meychik.pdf. (дата обращения: 12.02.2020).

81. Методы электродинамического анализа антенн на основе интегральных уравнений: учебное пособие / М.А. Бузова, Д.С. Клюев, М.А. Минкин, А.М. Нещерет, Ю.В. Соколова. - Самара: ИУНЛ ПГУТИ, 2019. - 96 с.

82. Минкин М.А. Проблемы и перспективы модернизации и развития систем ДКМВ радиосвязи // Вестник СОНИИР. - 2006. - № 4 (14). - С. 4 - 10.

83. Минкин М.А., Трофимов А.П. Реализация коммутируемых согласующих устройств ДКМВ диапазона на основе полузвеньев и звеньев лестничных фильтров // Вестник СОНИИР. - 2007. - № 4 (18). - С. 84-88.

84. Митрофанова Т.В. Обобщение асимптотического метода Халлена на случай несимметричной тонкопроволочной антенны // Антенны. - 2012. - № 7. -С. 40 - 46.

85. Мобильные комплексы для войск связи // https://midivisana.by/index.pl?act=SUBJ&subj=mobilwnye+kompleksy+dlya+vojsk+sv yazi&section=mobilwnye+kompleksy+dlya+vooruzhennyh+sil

86. Мобильные комплексы связи, передвижные пункты управления МЧС // https://kr-kaf.ru/civil_products/transport_for_communication1/

87. Мобильный комплекс радиосвязи // http://www.oniip.ru/product/132/1503/

88. Мобильный узел связи для ликвидации последствий ЧС // http://www.tssonline.ru/articles2/focus/mobilniy-uzel-svyazi-dlya-likvidacii-posledstviy-chs

89. Мусхелишвили Н.И. Сингулярные интегральные уравнения: граничные задачи, теории функций и некоторые их приложения к математической физике: Изд. 2-е. - М.: Физматлит, 1962. - 600 с.

90. Особенности распространения коротких волн // http ://kunegin .com/ref/radio/index2.htm

91. Патент № RU RU 2308145C2, МПК H03H7/40. Антенно-согласующее устройство / Богданов А.В., Марченко Д.Н., Попов Ю.А. - Опубл. 10.10.2007.

92. Патент № RU172926U1, МПК B60P 3/00, H01Q 1/32. Мобильный комплекс связи / Мишута Д.В., Снитков Е.В., Клютко Д.В., Фролов Е.В., Юрченко Е.В. - Опубл. 31.07.2017.

93. Патент № RU2012108C1, МПК H01Q 1/08. Штыревая развертывающаяся антенна / Куркин В.И., Злобин А.А. - Опубл. 30.04.94.

94. Патент № RU2101812C1, МПК H01Q 21/24. Антенна (варианты) / Попов Е.С., Фитенко Н.Г., Чернолес В.П. - Опубл. 10.01.98.

95. Патент № RU2169968C1, МПК H01Q 1/08, 7/02. Быстроразвертывае-мая антенна / Белянский В.Б., Куркин В.И., Хармуш А.Х. - Опубл. 27.06.2001.

96. Патент № RU2381600C2, МПК H01Q9/44. Антенна / Бузов А.Л., Казанский Л.С., Кольчугин Ю.И. - Опубл. 10.02.2010

97. Патент № RU2649676C1, МПК H01Q11/10. Коротковолновая диапазонная всенаправленная антенна / Кисмерешкин В.П., Давыдович А.В., Будяк В.С. - Опубл. 04.04.2018.

98. Патент № RU2677485C1, МПК H01Q21/00. Антенная система / Зайдов П.А., Кисмерешкин В.П., Давыдович А.В., Колесников А.В. - Опубл. 17.01.2019.

99. Патент № RU94766U1, МПК H01Q 1/32. Мобильный комплекс связи / Бриганец А.В., Гусельников М.М., Морозов А.В. - Опубл. 27.05.2010.

100. Патент № RU98297U1, МПК H01Q 1/27. Мобильный комплекс связи / Батожаргалов Б.Б., Бриганец А.В., Гусельников М.М., Морозов А.В. - Опубл. 10.10.2010.

101. Патент №2426204, РФ, МКИ H01Q 21/00. Коротковолновая приемная многоканальная антенная система / В.С. Будяк, В.П. Кисмерешкин, В.П. Тушно-лобов, П.В. Горяев, А.А. Ворфоломеев. - Опубл. 2011, Бюл. №22.

102. Пашкевич В.Д., Голубев В.М., Проценко М.С. Моделирование и расчет характеристик АФАР КВ-диапазона на базе несимметричных вертикальных вибраторов // Труды учебных заведений связи. 2021. Т.7. No1. С. 81-92.

103. Пистолькорс А.А. Антенны. - М: Связьиздат, 1947. - 484 с.

104. Пособие по проектированию стальных конструкций опор воздушных линий (ВЛ) электропередачи и открытых распределительных устройств (ОРУ) подстанций напряжением свыше 1 кВ (к СНиП II-23-81 «Стальные конструкции») / Энергосетьпроект Минэнерго СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 72 с.

105. Привязные беспилотники // http://robotrends.ru/robopedia/privyaznye-bespilotniki

106. Привязные БПЛА // https://www.karneev.com/product/privyaznye-bpla/

107. Привязные БПЛА Elistair Orion Привязной // https://www.karneev.com/product/privyaznye-bpla/orion-orion/

108. Привязные дроны (дроны с внешним питанием) // https://alterozoom.com/ru/categories/5456.html

109. Программное обеспечение T-FLEX Анализ / ЗАО «Топ Системы». -Лицензия № E00005965 от 21.12.2012.

110. Программный комплекс «Электродинамика и механика антенн» (ПК ЭДМА) / АО «СИП РС». - Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018662597 от 11.10.2018.

111. Программный комплекс SAMANT release 2 / АО «Концерн «Автоматика». - Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016612128 от 18.02.2016.

112. Программный комплекс SCATER release 2 / АО «Концерн «Автоматика». - Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016613090 от 16.03.2016.

113. Радиоволны и их распространение // http://www.cqf.su/theory01.html

114. Радциг Ю.Ю., Сочилин А.В., Эминов С.И. Исследование методом моментов интегральных уравнений вибратора с точными и приближенными ядрами // Радиотехника. - 1995. - №3. - С. 55 - 57.

115. Разиньков С.Н. Применение интегральных уравнений для исследования решеток параллельных вибраторов // Физ. волн. процессов и радиотехн. системы. - 2005. - Т. 8. - № 4. - С. 19 - 25.

116. Распространение радиоволн // https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/095/556.htm

117. Рекомендация МСЭ-R Р.368-9. 02-2012. Кривые распространения земной волны для частот между 10 кГц и 30 МГц. http://www.itu.int/rec/R-REC-P/en.

118. Рубис А.А. Проектирование компактных кольцевых антенных решеток КВ-диапазона // Антенны. - 2018. - № 10. - С. 22 - 29.

119. Рыбаков А.И. Моделирование основных характеристик и параметров функциональных блоков и системы в целом при выборе оптимальных частотных каналов связи // Экономика и качество систем связи. - 2019. - №1. - С.13-18.

120. Смирнов В.М., Смирнова Е.В., Тынянкин С.И. Прогнозирование коротковолновой радиосвязи по данным навигационных систем ГЛОНАСС/GPS // Радиотехника и электроника. - 2019, т. 64. - № 9. - С. 881-886.

121. Сомов А.М., Старостин В.В. Распространение радиоволн: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям в обл. ин-форм. безопасности. - М.: Гелиос АРВ, 2010. - 264 с.

122. СП 128.13330.2016 Алюминиевые конструкции. Актуализированная редакция СНиП 2.03.06-85; введ. 2017.06.16. - М.: Стандартинформ, 2017. - 88 с.

123. СП 16.13330.2017 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81; введ. 2017.08.28. - М.: Стандартинформ, 2017. - 154 с.

124. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85; введ. 2017.06.04. - М.: Стандартинформ, 2016. - 89 с.

125. Специальная радиосвязь. Развитие и модернизация оборудования и объектов. Монография / Под ред. А.Л. Бузова, С.А. Букашкина. - М.: Радиотехника, 2017. - 448 с.

126. Справочник по распространению земных волн. - Женева: ITU, 2014. -

56 с.

127. Справочник по сопротивлению материалов / Г.С. Писаренко, А.П. Яковлев, В.В. Матвеев; отв. ред. Г.С. Писаренко. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Наук. думка, 1988. - 736 с.

128. Справочник по сопротивлению материалов / С.П. Фесик. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Будiвельник, 1982. - 280 с.

129. Суперуниверсальный «Антей»: чем уникален радиоцентр для высшего руководства армии // https://tvzvezda.ru/news/201705200800-o5d9.htm

130. Телескопические мачты и треноги // https://www.pergam.ru/catalog/cctv/ masts/

131. Толпежников В.А. Радиостанция Р-161А-2М: учеб. пособие. Томск: Томский государственный университет, 2013. - 164 с.

132. Федоров С.А. Вертикальный вибратор над плоской полупроводящей землей // Радиотехн. и электрон. - 2003. - Т. 48. - № 1. - С. 47 - 51.

133. Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. - М.: Изд. АН СССР, 1961. - 870 с.

134. Халиуллин Д.Я., Третьяков С.А. Обобщенные граничные условия им-педансного типа для тонких плоских слоев различных сред (Обзор) // Радиотехн. и электрон. - 1998. - Т. 43. - № 1. - С. 16 - 29.

135. Хармуш А.Х. Разработка и исследование компактных быстроразвора-чиваемых широкодиапазонных антенн ультракоротковолнового и коротковолнового диапазонов: Дисс-ция на соиск. уч. ст. канд. тех. наук. - Москва, 2001. - 134 с.

136. Чернов Ю.А. Распространение радиоволн и прикладные вопросы. -М.: ТЕХНОСФЕРА, 2017. - 688 с.

137. Шорохова Е.А., Кашин А.В. Оценка влияния Земли на характеристики излучения тонкого электрического вибратора // Антенны. - 2005. - № 7 - 8. - С. 59 - 64.

138. Электродинамические методы анализа проволочных антенн / А.Л. Бу-зов, Ю.М. Сподобаев, Д.В. Филиппов, В.В. Юдин; Под ред. В.В. Юдина. - М.: Радио и связь, 2000. - 153 с.

139. Электромеханические телескопические мачты // https://lasercomponents.ru/catalog/teplovizionnye-sistemy-i-komplektuyushhie/sistemy-nablyudeniya-i-ohrany/elektromehanicheskie-machty/

140. Яцкевич В.А. Теоретическое исследование и разработка сверхширокополосных антенн на основе численных методов электродинамики: Автореф. дисс-ции на соиск. уч. ст. докт. тех. наук. - Москва: МЭИ, 1995. - 39 с.

141. Alyones S., Bruce C.W., Buin A.K. Numerical methods for solving the problem of electromagnetic scattering by a thin finite conducting wire // IEEE Trans. on Ant. and Prop. - 2007. - V. 55. - № 6. - P. 1856 - 1861.

142. AT Communication International AG. КВ оборудование. Военный каталог. Версия 1.0.06. Май 2017 // https://docplayer.com/51856897-At-communication-international-ag-kv-oborudovanie-voennyy-katalog.html

143. Baker J.M., Iskander M.F. A new design approach for electrically small high-frequency antennas // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. - 2015. -V. 14. - P. 402 - 405.

144. Bouvy A., Behdad N. A heuristic study of the bandwidth potential of electrically small, platform-based antennas at the HF band // IEEE Trans. on Ant. and Prop. - 2021. - V. 69. - № 2. - P. 623 - 635.

145. Burke G.J., Poggio A.J. Numerical electromagnetic code (NEC) - method of moments. - California: Lawrence Livermore Laboratory, 1981. - 664 p.

146. Chew W.C., Tong M.S., Hu B. Integral equation methods for electromagnetic and elastic waves. - San Rafael, CA, USA: Morgan & Claypool, 2008.

147. Davidson D.B. Computational electromagnetics for RF and microwave engineering. - Cambridge University Press, 2005. - 411 р.

148. FEKO Examples Guide. - Stellenbosch, S.A.: EM Software & Systems-S.A. (Pty) Ltd., 2009. - 41 p.

149. FlyFocus разрабатывает привязной БПЛА со съёмным кабелем для систем наблюдения особого назначения // -https://www.soel.ru/novosti/2020/flyfocus_razrabatyvaet_privyaznoy_bpla_so_syemny m_kabelem_dlya_sistem_nablyudeniya_osobogo_naznachen/

150. Han D.-H., Polycarpou A.C., Balanis C.A. Ground effects for VHF/HF antennas on helicopter airframes // IEEE Trans. on Ant. and Prop. - 2001. - V. 49. - № 3. - P. 402 - 412.

151. Harrington R.F. Field computation by moment method. - New York: Macmillan, 1968. - 240 p.

152. Lim S., Rogers R.L., Ling H. Design of electrically small ground planes for HF ground wave transmission // Electron. Lett. - 2005. - V. 41. - № 18. - P. 993 - 994.

153. Patent No. EP0575808A1, Int. Cl. H01Q 21/10, 9/28, 3/12. Adjustable beam tilt antenna / Hadzoglou J., Warner M.E., Stevens H.E. - Publ. date 29.12.93.

154. Patent No. US3467328, Int. Cl. B65h 74/34; E04h 12/18. Self-extending antenna / Berry T.G., Spring S., Kline T.F. - Publ. date 16.09.69.

155. Patent No. US3524190A, Int. Cl. H01Q 1/12, 1/08, 13/22. Extendable radio frequency transmission line and antenna structure / Killion D.G., Shacklock F.B. - Publ. date 11.08.70.

156. Patent No. US3541568A, Int. Cl. H01Q 1/12, 1/08, 1/31. Storable waveguides for electronic systems / Lowenhar H. - Publ. date 17.11.70.

157. Patent No. US3569970A, Int. Cl. H01Q 1/00, 1/22. Portable antenna having a mast formed of coaxial waveguide sections / Fenwick R.C., Holzschuh D.L., Wicker B.M., Smithey P.B. - Publ. date 19.03.71.

158. Patent No. US3978489A, Int. Cl. H01Q 1/08. Tubular strain energy deployable linear element antenna with stitched wire conductors / Kurland R.M., Fruktow G.N. - Publ. date 31.08.76.

159. Patent No. US4125840A, Int. Cl. H01Q 9/28, 9/30, 1/00, 1/26. Broad band dipole antenna / Cassel K.E. - Publ. date 14.11.78.

160. Patent No. US4265690A, Int. Cl. H01Q 1/12; C08J 5/04. Method of forming transmission lines using tubular extendible structures / Lowenhar H. - Publ. date 05.05.81.

161. Patent No. US4451828A, Int. Cl. H01Q 1/28, 1/08. Linearity adjustment of spacecraft tubular spar-type members / Fuldner W.V. - Publ. date 29.05.84.

162. Patent No. US4789867A, Int. Cl. H01Q 1/08. Winding-type antenna and its winding mechanism / Lee J.-W. - Publ. date 06.12.88.

163. Peterson A.F., Ray S.L., Mittra R. Computational methods for electromagnetics. - Piscataway, NJ: IEEE Press, 1998.

164. Van Beurden M.C., Tijhuis A.G. Analysis and regularization of the thin-wire integral equation with reduced kernel // IEEE Trans. on Ant. and Prop. - 2007. -V. 55. - № 1. - P. 120 - 129.

165. Werner D.H., Werner P.L., Breakall J.K. Some computational aspects of Pocklington's electric field integral equation for thin wires // IEEE Trans. on Ant. and Prop. - 1994. - V. 42. - № 4. - P. 561 - 563.

166. Карлов Ал.В., Кольчугин Ю.И., Минкин М.А., Пестовский К.И. Быст-роразвертываемые антенные системы ДКМВ-диапазона на основе петлевых вибраторов // Радиотехника. - 2020. - № 6 (11). - С. 46 - 54.

167. Бондарь П.И., Карлов Ал.В., Копылов Д.А., Пестовский К.И. Исследование характеристик быстроразвертываемых антенн ВЧ-диапазона с учетом параметров грунта и «искусственной земли» // Радиотехника. - 2021. - Т. 85. - № 7. -С. 6 - 13.

168. Бондарь П.И., Карлов А.В., Минкин М.А., Пестовский К.И. Двухэлементная фазированная антенная систем КВ диапазона для быстроразвертываемых полевых узлов // Радиотехника. - 2022. - Т. 86. - № 6. - С. 6 - 16.

169. Патент № RU 2484960 C1, МПК H01Q 9/00. Бортовая декаметровая антенна подвижного объекта / Авдеев А.Р., Лобов С.А., Пестовский И.Н., Пестов-

ский К.И., Соломин С.Н., Титов В.Ю., Чернолес В.П. - Опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16.

170. Копылов Д.А., Пестовский К.И., Рубис А.А. Вопросы модернизации антенных систем мобильных и быстроразвертываемых радиостанций диапазона ДКМВ // Материалы XIX внеочередной международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций ПТиТТ-18». -Уральск, 2018. - С. 214 - 216.

171. Бузов А.Л., Пестовский К.И. Перспективы использования быстрораз-ворачиваемых антенных систем в сетях подвижной радиосвязи ВЧ диапазона // Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2019. - С. 172.

172. Бузов А.Л., Дорощенко И.В., Красильников А.Д., Минкин М.А., Носов Н.А., Пестовский К.И. Разработка многодиапазонных согласующих и частотно-разделительных устройств // Проблемы техники и технологий телекоммуникаций ПТиТТ-2019: XXI Международная научно-техническая конференция. - Т.1. -Казань, 2019. - С. 432 - 434.

173. Бузов А.Л., Минкин М.А., Пестовский К.И. Быстроразвертываемый петлевой вибратор ДКМВ диапазона на основе телескопической опоры // XXVII Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2020. - С. 128 -129.

174. Пестовский К.И. Возможности реализации быстроразвертываемых антенн ВЧ диапазона // XXVII Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУ-ТИ. - Самара, 2020. - С. 139 - 140.

175. Карлов Ал.В., Кольчугин Ю.И., Минкин М.А., Пестовский К.И. Антенная решетка для мобильной КВ радиостанции // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (КрыМиКо'2020): сб. трудов 30-й МНТК. - Севастополь: СевГУ, 2020. - С. 190.

176. Кольчугин Ю.И., Минкин М.А., Пестовский К.И. Вопросы построения быстроразвертываемых антенных комплексов ДКМВ диапазона на основе кольцевых антенных решеток // Проблемы техники и технологий телекоммуникаций -2020: сб. трудов XXII МНТК - Самара: ПГУТИ, 2020. - С. 335 - 336.

177. Карлов Ал.В., Кольчугин Ю.И., Минкин М.А., Пестовский К.И. Варианты исполнения быстроразвертываемого антенного излучателя ДКМВ диапазона // Проблемы техники и технологий телекоммуникаций-2020: сб. трудов XXII МНТК - Самара: ПГУТИ, 2020. - С. 72 - 73.

178. Пестовский К.И. Характеристики быстроразвертываемых антенных систем ДКМВ диапазона // Физика и технические приложения волновых процес-сов-2020: сб. трудов XVIII МНТК - Самара: ПГУТИ, 2020. - С. 92 - 93.

179. Бузова М.А., Минкин М.А, Пестовский К.И. Перспективы построения мобильных радиоцентров ДКМВ-диапазона на базе кольцевых антенных решеток // XXVIII Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2021. - С. 126.

180. Бондарь П.И., Карлов Ал.В., Минкин М.А., Пестовский К.И. Характеристики быстроразвертываемых антенн ДКМВ диапазона с учетом параметров подстилающей поверхности // Радиолокация, навигация, связь: сборник трудов XXVII Международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию полетов в космос Ю.А. Гагарина и Г.С. Титова (г. Воронеж, 29 - 30 сентября 2021 г.): в 4 т. / Воронежский государственный университет; АО «Концерн "Созвездие"». - Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2021. - Т.4. - С. 45 - 50.

181. Бондарь П.И., Карлов А.В., Нарышкин М.И., Пестовский К.И. Характеристики антенных систем на базе петлевого излучателя при различных вариантах подстилающей поверхности // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (КрыМиКо'2021): сб. трудов 31-й МНТК. - Севастополь: СевГУ, 2021. - С. 147 - 148.

182. Бондарь П.И., Карлов А.В., Нарышкин М.И., Пестовский К.И. Моделирование излучающих структур с учетом параметров подстилающей поверхно-

сти // 9-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы радиофизики» (АПР-2021). Сборник трудов конференции. - Томск: ТГУ, 2021. - С.103.

183. Бузова М.А., Карлов А.В., Красильников А.Д., Пестовский К.И. Характеристики петлевого быстроразвертываемого антенного излучателя ДКМВ диапазона при различных параметрах грунта // V научный форум телекоммуникации: теория и технологии (ТТТ-2021). Физика и технические приложения волновых процессов (ФиТПВП-2021): Материалы XIX Международной научно-технической конференции (Самара, 23 - 26 ноября 2021). - Самара, 2021. - С. 113 - 114.

184. Бузова М.А., Котков К.В., Красильников А.Д., Минкин М.А., Пестовский К.И. Технология реализации симметричной наклонной антенной системы ДКМВ диапазона с использованием малых беспилотных летательных аппаратов // Проблемы техники и технологий телекоммуникаций (ПТиТТ-2021): Материалы XXIII Международной научно-технической конференции (Самара, 23 - 26 ноября 2021) - Самара: ПГУТИ, 2021. - С. 237 - 238.

185. Пестовский К.И. Использование двухэлементной фазированной антенной системы КВ диапазона на трассах малой и средней протяженности // XXIX Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2022. - С. 111 -112.

186. Пестовский К.И. Моделирование фазированных антенных систем КВ диапазона на базе петлевых вибраторов // XXIX Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2022. - С. 112 - 113.

Приложение А

МЕТОДИКА РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ПЕТЛЕВОГО ВИБРАТОРА

А.1 Расчет ветровой нагрузки на элементы петлевого вибратора при размещении в I, IV, VII ветровых районах

Расчет ветровой нагрузки на элементы петлевого вибратора выполним в соответствии с методикой [124]. Расчетная схема петлевого вибратора представлена на рисунке А.1. Приняты обозначения: цАВ, цв Е и ц0с, Н/м - погонная ветровая нагрузка; Н в и Нв, Н - вертикальная составляющая растягивающего усилия гибкой нити AБDE в точках Б и D; Яви Яв, Н - горизонтальная составляющая растягивающего усилия гибкой нити ABDE в точках Б и D; НВ, Н'в, Я'в, Я'в, Н - противодействующие силы, действующие на опору; РА, Н - внешняя растягивающая сила гибкой нити; , Н - продольная сжимающая сила, действующая на опору ОС.

Рисунок А.1 - Расчетная схема петлевого вибратора

Погонная ветровая нагрузка на опору определяется по формуле Ц о о ' У/, (А.1)

где , Па - нормативное значение основной ветровой нагрузки; , м - диаметр трубы опоры;

уу - коэффициент надежности по нагрузке, для основной ветровой нагрузки принимают равным 1,4.

Нормативное значение основной ветровой нагрузки w следует определять по формуле

w = wm + wp, (А.2)

где wm - средняя составляющая основной ветровой нагрузки, Па;

Wp - пульсационная составляющая основной ветровой нагрузки, Па. Нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки wm в зависимости от эквивалентной высоты zе над поверхностью земли следует определять по формуле

Wm = W0k(Zе)c, (А.3)

где w0, Па - нормативное значение ветрового давления, принимается в зависимости от ветрового района по таблице А.1;

k(zе) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты Zе,

с - аэродинамический коэффициент.

Таблица А.1

Нормативные значения ветрового давления w0

Ветровые районы I IV VII

w0, кПа 0,23 0,48 0,85

Для башенных сооружений, мачт, труб, решетчатых конструкций и т.п. сооружений zе = z. Здесь z - высота над поверхностью земли. Принимаем z равным значению высоты петлевого вибратора 6 м.

Коэффициент к^е) для высот zе < 300 м определяется по формуле (А.4), в которых принимаем тип местности А (открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра).

к^е) = к^/Ю)2«, (А.4)

где параметр к10 = 1,0 ([124], таблица 11.3);

параметр а = 0,15 ([124], таблица 11.3).

Аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления сх для сооружений и конструктивных элементов с круговой цилиндрической поверхностью определяются по формуле

сх к Асх оси (А.5)

где - коэффициент, зависящий от относительного удлинения сооружения или элемента ([124], рисунок В.23) и степени заполнения < = —£ А ¿.

Ак

Относительное удлинение Я е зависит от параметра Я = I / Ь и определяется по таблице В.10 [124], где I, Ь - соответственно максимальный и минимальный размеры сооружения или его элемента в плоскости, перпендикулярной направлению ветра.

2 2

А¿, м - площадь проекции г-го элемента конструкции; Ам - площадь,

ограниченная контуром конструкции.

Значения коэффициентов сх о приведены на рисунке В.17 [124] в зависимости от числа Рейнольдса Яе и относительной шероховатости 8 = Л /й, где Л , м -шероховатость внешних поверхностей конструкций; й, м - диаметр цилиндрического сооружения или элемента.

Число Рейнольдса Я е определяется по формуле

Я е = 0 ,8 8 й^ЩЩ ■ 1 0 5 , (А.6)

где й, м - диаметр элемента.

Для проводов и тросов (в том числе покрытых гололедом) сх = 1,2.

Определение нормативного значения пульсационной составляющей ветровой нагрузки находится в зависимости от собственных частот и форм колебаний конструкции. Результаты расчетов частот собственных колебаний опоры петлевого вибратора, выполненных с использованием сертифицированного вычислительного комплекса, приведены в таблице (А.2).

Таблица А.2.

Частоты собственных колебаний конструкции опоры и предельные значения собственных частот

Ветровые районы I IV VII

Д , Гц 1,565 1,848 2,272

Д, Гц 9,802 11,566 14,212

Д1 т, Гц 2,9 4,3 5,9

Для сооружений (и их конструктивных элементов), у которых Д < Д 1т < Д, где , Гц - первая и вторая частота собственных колебаний, - предельное значение собственной частоты следует определять по формуле

= Пт(((ге) V (А.7)

где £ - коэффициент динамичности, определяемый по [124], рисунок 11.1 в зависимости от логарифмического декремента колебаний и параметра , который определяется по формуле (А.8) для первой собственной частоты Д;

((ге) - коэффициент пульсаций давления ветра, принимаемый по формуле (1.9) для эквивалентной высоты ге;

- коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра. Коэффициент V определяется по [124], таблица 11.6 в зависимости от параметров р и х в соответствии с [124], рисунок 11.2 и [124], таблица 11.7.

Для стальных башен, мачт, футерованных дымовых труб, аппаратов колонного типа, в том числе на железобетонных постаментах 8 = 0,15.

=

1 940Д 4 '

Фе) = (1 е/ 1 О)" я, (А.9)

где параметр (1 0 = 0,76 ([124], таблица 11.3); параметр а = 0,15 ([124], таблица 11.3).

Подставим числовые данные в формулы (А.1-А.9) и выполним расчет погонной нагрузки на элементы конструкции петлевого вибратора. к(ге) = 1,0(6/10)2015 = 0,8579.

Конструкция опоры петлевого вибратора представляет собой балку с защемленным концом. В качестве опоры принимаем трубу АМг5.М ГОСТ 1848279. Зададим размеры сечения трубы для I ветрового района 55х5 мм. В соответствии со схемой таблицы В.10 [124] Яе = 2 Я. I = 6 м. Ь = 0,055 м. Я = 6/0,055 = 109. Яе = 2 • 109 = 218.

< = 1,0 (для элементов сплошного сечения). кя = 1,0.

Л = 0,02 мм (тип поверхности - распыленная краска). 8 = 0,0004.

Я е7 = 0,88-0,055-(230-0,8579-1,4)°'5-105 = 0,8 105. с = 12 4 = 1,01,2 = 1,2.

м4 о с = 230-0,8579-1,2 = 236,8 Н/м2.

е{ о с = (230^0,8579^ 1,4)0'5/(940-1,565) = 0,0113.

Й с = 1,456.

С(ге) = 0,76(6/10)-0'15 = 0,821.

= = 0,055 м. X = / = 6,0 м. у7 с = 0.98.

м^ о с = 236,84,456Ю,82Ь0,98 = 277,4 Н/м2. м/0 с = 236,8 + 277,4 = 514,2 Н/м2. q 7 с = 514,2 0,055^1,4 = 39,6 Н/м.

Зададим размеры сечения трубы для IV ветрового района 70х5 мм. I = 6 м. Ь = 0,070 м.

Я = 6/0,070 = 85,7. Яе = 2 • 85,7 = 171,4.

< = 1,0 (для элементов сплошного сечения). кя = 0,982.

Л = 0,02 мм (тип поверхности - распыленная краска). 8 = 0,0004.

Я е77 = 0,88•0,070•(480•0,8579•1,4)°'5•105 = 1,48 105.

сх ОО 0,89.

с77 = 0,982-0,89 = 0,874.

Мшо с = 480^0,8579^0,874 = 359,9 Н/м2.

е77 с = (480^0,8579^ 1,4)0'5/(940-1,848) = 0,0138.

£77 = 15

ь ос 1,5

С(ге) = 0,76(6/10)-°'15 = 0,821.

= = 0,070 м. X = / = 6,0 м. = 0 98.

м/70 с = 359,9^1,5^0,821^0,98 = 434,4 Н/м2. м/07 = 359,9 + 434,4 = 794,3 Н/м2. q 07с = 794,3^0,070^1,4 = 77,8 Н/м.

Зададим размеры сечения трубы для VII ветрового района 85х5 мм. I = 6 м. Ь = 0,085 м. Я = 6/0,085 = 70,6. Яе = 2 • 70,6 = 141,2.

< = 1,0 (для элементов сплошного сечения). кя = 0,968.

Л = 0,02 мм (тип поверхности - распыленная краска). 8 = 0,0004.

Я е777 = 0,88•0,085•(850•0,8579•1,4)°'5•105 = 2,39-105.

^хоо 0,58.

411 = 0,968-0,58 = 0,56.

ммШо с = 850-0,8579-0,56 = 408,4 Н/м2.

^Оос = (850^0,8579^1,4)05/(940^2,272) = 0,015.

Ж1 = 1,535.

С(ге) = 0,76(6/10)-015 = 0,821. р ОЦ = Ъ = 0,085 м. X = / = 6,0 м. V™ = 0.98.

= 408,44,535Ю,821Ю,98 = 504,4 Н/м2. м/ОС1 = 408,4 + 504,4 = 912,8 Н/м2. д О11 = 912,8^0,085-1,4 = 108,6 Н/м.

Интенсивность нагрузки от давления ветра на антенный канатик в горизонтальной плоскости определим в соответствии с рекомендациями [127] по формуле ^АВ = % Е = 624-10"3КШ ах(ге) <*, (А.10)

где Кш а х(ге), м/с - максимальная скорость на уровне г е, определяемая по формуле [124]

Кп ах(ге) = 1, 5 7м/0/с(ге). (А.11)

Для зданий и башенных сооружений с плавно изменяющейся формой поперечного сечения, а также труб и мачт без оттяжек ге = 0,8 /. Для упрощения расчетов принимаем г е = г.

В качестве провода антенны применяют медный многопроволочный неизолированный провод (канатик) [123]. Выберем провод М 16 ГОСТ 839-2019 номинальным сечением 16 мм , диаметр провода 5,1 мм [49], таблица А.1. Для I ветрового района КШ ах(ге) = 1,5-(230-0,8579)0'5 = 21,1 м/с. Ч1АВ = й Е = 624 10-321,12^0,0051 = 1,42 Н/м. Для IV ветрового района КШО х(г е) = 1,5<480Ю,8579)0,5 = 30,4 м/с.

Цав = ц'Ве = 624 10"330,42-0,0051 = 2,94 Н/м.

Для VII ветрового района

УтИх&е) = 1,5-(850-0,8579)°'5 = 40,5 м/с. Цав = цВЕ = 624^10"3^40,52-0,0051 = 5,22 Н/м.

А.2 Расчет нагрузок от собственного веса конструкции и силы натяжения антенного канатика

Помимо ветровой нагрузки на элементы конструкции петлевого вибратора действуют нагрузки от собственного веса и натяжение провода (антенного канатика) (рисунок А.1). Определим эти нагрузки.

В механике моделью формы антенного канатика является гибкая нить -стержень, способный сопротивляться только растяжению. Основными нагрузками гибкой нити из материала с удельным весом и площадью поперечного сечения А п р является собственный вес и натяжение провода [127].

Будем считать, что в точках Б и D нить закреплена. В этих точках от действия распределенных ветровых нагрузок цАв и цвЕ возникают реакции опор. Реакции опор представим в виде горизонтальных ( , ) и вертикальных ( , ) составляющих. Из рассмотрения статической стороны задачи получаем, что горизонтальным составляющим реакций опор нити и противодействуют внешние силы Я'в и Я'в в направлении ветровой нагрузки.

Таким образом Я 'в и Я В можно определить по формулам [128]

Усилия натяжения антенного канатика Н в и Н в в точках Б и D определяются по формуле

г _ чав^ В 2

г _ Чре^

(А.12)

(А.13)

(А.14)

, Н - усилие натяжения нити, обусловленное ветровой нагрузкой;

, м2 - площадь сечения провода;

I, м - высота свеса антенного канатика, I ~ АБ = DE=6 м;

22 д, м/с - ускорение свободного падения, д = 9,80665 м/с .

Предварительное усилие натяжения нити определяется по формуле

Ра = тад , (А.15)

где - масса груза, натягивающего антенный канатик, принимаем = 30

кг;

Усилие натяжения нити, обусловленное ветровой нагрузкой, можно найти из соотношения

2

Н„=% (А-16)

где , м - стрела провеса антенного канатика в горизонтальной плоскости от действия ветровой нагрузки.

Провисание провода происходит от его удлинения , вызванного растягивающим усилием . Величина удлинения по закону Гука равна

д 1 = = (А.17)

где , Па - модуль продольной упругости материала провода, для меди = 1,25 МПа;

22 Ап р, м - площадь сечения провода, Ап р = 15,9 мм [49].

С другой стороны [128], таблица 2.1

д I = £ (А-18)

Приравнивая правые части формул (1.17) и (1.18), получаем для определения Д:

(А.19)

откуда

Д = 211ЕГ ■ (А.20)

I л / ъЬАщ>

Сила давления на ось блока равна сумме сил натяжения нитей. Отсюда можно сделать заключение, что продольная сжимающая сила, действующая на опору, определяется соотношением

ЛГс = ЯВ+ЯЬ, (А.21)

где и , Н - силы упругости, действующие со стороны нити на опору,

ЯВ = ^ ЯЬ = |Я|.

Изгибающий момент, действующий в основании опоры, можно определить по формуле

М0=^ + ДВ* + ДЬ*. (А.22)

Выполним расчет значений силовых факторов, действующих на конструкцию петлевого вибратора.

РА = 30^9,80665 = 294,2 Н.

7 = 8930,8 кг/м3 (для провода М 16 ГОСТ 839-2019). Для I ветрового района ДВ1 = ДЬ1 = 1,42-6/2 = 4,26 Н.

/1 = (6/2) (3 1,42 6/(8 1,25 101115,9^10-6))1/3 = 0,0351 м. Я7 = 1,42^62/(8^0,0351) = 182,1 Н.

Яв = ЯЬ1 = 294,2+8930,8-15,9-10-6-6-9,80665+182,1 = 484,7 Н.

АС = 484,7+484,7 = 969,4 Н.

МО = 39,6^62/2+4,26^6+4,26^6 = 763,9 Н.

Для IV ветрового района

Д В1 0 = Д Ь1 0 = 2,94^6/2 = 8,82 Н.

/10 = (6/2)-(3-2,94-6/(8-1,25-10п-15,9-10-б))1/3 = 0,0448 м.

= 2,94^62/(8^0,0448) = 295,3 Н. ЯВ1О= ЯЬ10 = 294,2+8930,845,940-66^9,80665+295,3 = 597,9 Н. АС0 = 597,9+597,9 = 1195,8 Н. МО0 = 77,8-62/2+8,82-6+8,82-6 = 1506,2 Н. Для VII ветрового района Д В011 = Д Ь011 = 5,22^6/2 = 15,7 Н.

= (6/2)-(3-5,22-6/(8-1,25-10п-15,9-10"б))1/3 = 0,0542 м. Н™ = 5,22^62/(8^0,0542) = 433,4 Н.

Н'ВУ11= Н'Ви = 294,2+8930,8-15,9-10"б-6-9,80665+433,4 = 736 Н.

= 736+736 = 1472 Н. М%и = 108,б^б2/2+15,7^б+15,7^б = 2143,2 Н.

А.3 Проверочный расчет конструкции петлевого вибратора

Целью проверочного расчета конструкции является проверка условий прочности и жесткости при следующих известных параметрах: внешние нагрузки, размеры конструкции и ее элементов, материал элементов конструкции.

Несущий элемент петлевого вибратора - опора - подвержена действию осевой силы с изгибом. Вследствие разности плеч БС и СБ (рисунок 1.1) опора работает также на кручение. Ввиду малости значения крутящего момента проверочный расчет на кручение в рамках данной работы рассматриваться не будет.

Расчет на прочность сплошностенчатых сжато-изгибаемых элементов следует выполнять по формуле

где , Па - расчетное сопротивление по условному пределу текучести; ус - коэффициент условий работы, ус = 1,0 [122], таблица 6;

, м - расстояние до точки сечения, где действуют максимальные напряжения, ут а х = ( 0/2;

Значение расчетного сопротивления по уловному пределу текучести принимается равным

ДуУс>

М о Ут ах

]х А о ,

(А.23)

Т 4

, м - осевой момент инерции опоры в основании; А0, м2 - площадь сечения опоры нетто.

(А.24)

где Д уп - нормативное сопротивление алюминия, принимаемое равным значению условного предела текучести сечения т0 _ 2 по государственным стандартам и техническим условиям на алюминий;

7ш = 1,1 - коэффициент надежности по материалу.

= 40, (А.25)

64

где й О м - внутренний диаметр трубы.

А О = ^^НЫ. (А.26)

Расчет на прочность антенного канатика выполним по формуле [ т] > (А.27)

где [ т] , Па - допускаемое напряжение. Допускаемое напряжение определяется по формуле

[т] = "тЬ (А-28)

Утл пр

где , Н - разрывное усилие провода;

7ш - коэффициент надежности по материалу, 7т = 2,5 [123], п. 17.5. Выполним необходимые вычисления. т0 , 2 = 110 МПа. Д у = 110/1,1 = 100 МПа. Для I ветрового района уш ах = 0,055/2 = 0,0275 м. /X = 7т(0,0554-0,0454)/64 = 2,478913-10-7 м4. А О = 7т(0,05 52-0,0452)/4 = 0,0007 854 м2.

Щи^ + 4 = 763,9Ю,0275/(2,47891340-7)+969,4/0,0007854 = 86,0 МПа.

Для IV ветрового района

Ушах = 0,070/2 = 0,035 м.

/Х° = 7т(0,0704-0,0604)/64 = 5,424156 1 0-7 м4.

А О0 = 7т(0,0702-0,0602)/4 = 0,00102 м2.

м1у iv „iv

О Утах + % = 150б,2^0,035/(5,424156^10 )+1195,8/0,00102 = 98,4 МПа.

Для VII ветрового района

Ушах = 0,085/2 = 0,0425 м.

]Ш" = 7т(0,0854-0,0754)/64 = 1,009237а0-(б м4.

А 0" = 7т(0,0852-0,0752)/4 = 0,001257 м2.

муп vii ыуп

0 у™ах + = 2143,2^0,0425/(1,009237Л0 )+1472/0,001257 = 91,4 МПа.

Для провода М 16 ГОСТ 839-2019 Р = 6031 Н.

[ а] = б031/(2,545,940-<5) = 151,7 МПа.

Для наиболее нагруженного случая

= 73б/15,9-10 = 46,3 МПа.

■^пр

А.4 Выводы

Расчет показал, что для выбранных материалов конструкции петлевого вибратора при влиянии воздействий в условиях I, IV и VII ветрового района величины действующих напряжений не превышают допустимых значений (таблица 1.3). Проверка устойчивости конструкции опоры выполнена с использованием сертифицированного вычислительного комплекса [109] как идеализированной системы в предположении упругих деформаций металла. Таким образом, механическая стойкость петлевого вибратора обеспечена.

Таблица А.3.

Результаты расчета механической стойкости петлевого вибратора

Ветровые I IV VII

районы

Элемент конструк- Опора Антенный