Řídké antény pro příjem signálů odpovídačů sekundárních radiolokátorů

Ing. Tomáš Zálabský

Doctoral thesis

Abstract:

Tato dizertační práce se věnuje návrhu aktivních antén pro příjem signálů odpovídačů SSR a dalších odvozených systémů (v pásmu 1 030 - 1 090 MHz), používaných při řízení letového provozu, jako jsou sekundární přehledové radary, letecké antikolizní systémy TCAS/ACAS, informační systémy (např. ADS-B) a vojenské identifikační systémy IFF. Tyto systémy umožňují získávat podrobné informace o objektech, pohybujících se ve vzdušném prostoru i v prostoru letiště. Velkým problémem těchto systémů je vysoká hustota rádiového provozu v úzkém vyhrazeném pásmu kmitočtů, která zmenšuje pravděpodobnost dekódování konkrétní zprávy včetně identifikace jejího zdroje. Aktivní přijímací anténa, jejíž elementy jsou vybaveny vlastními přijímači s digitálním zpracováním signálu, se vyznačuje vysokou adaptabilitou anténního diagramu a umožňuje výběr přijímaných signálů na principu selekce směru i dostatečné potlačení rušivých signálů. Práce řeší minimalizaci počtu anténních elementů těchto antén při zachování vysoké přesnosti měření směru příchodu signálu a dobrého potlačení signálů z jiných směrů. Analyzovány, navrženy a porovnány jsou lineární fázový interferometrický anténní systém a řídká lineární anténní řada se zpracováním signálu metodou kompresního snímání. V experimentální části práce je demonstrační vzor takové antény včetně zpracování signálu navržen i zhotoven a jeho základní funkce jsou zde ověřeny měřením.

Abstract:

This thesis deals with a design of receiving antennas for signals of secondary surveillance radar transponders and related systems used for air traffic control like aircraft anticollision system TCAS/ ACAS, information system ADS-B or military identification system IFF. These systems provide information on objects movement both in airspace and at the airport area. A great problem of these systems is a high radio traffic in a narrow frequency band, reducing source decoding and identification probability. An active receiving antenna consisting of antenna elements with receivers and digital signal processing enables to create a high adaptable antenna diagram providing both the received signal selection based on its angle of arrival and sufficient suppression of jamming signals. The thesis solves a problem of antenna elements number minimization conserving a good angle of arrival measurement accuracy and simultaneously suppression of jamming signals coming from other directions. In the thesis a phase interferometer antenna and a sparse linear array with the compressed sensing signal processing are designed, analyzed on computer models, and compared. In the experimental part of the thesis a demonstrator of such an antenna is designed and manufactured and its basic functions are tested with success.

Keywords

Radar, anténa, anténní řada, kompresní snímání, fázová interferometrie, rozlišovací schopnost

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 9. 2018

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 26. 10. 2018

University of Pardubice

Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Doctoral programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Information, Communication and Control Technologies