ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2026. №4

УДК 623.76

УЛУЧШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПЕЛЕНГОВАНИЯ

В МАЛОЭЛЕМЕНТНЫХ ЦИФРОВЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТКАХ

ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ АНТЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Ратушняк В.Н., Кликно Д.Д., Дмитриев Д.Д., Гладышев А.Б.

Сибирский федеральный университет,

660074, г Красноярск, пр-т Свободный, 79

Статья поступила в редакцию 6 апреля 2026 г.

Аннотация. В статье рассматривается задача улучшения точности взаимной навигации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) при групповом применении за счет использования бортовой локальной радионавигационной системы на основе дальномерно-пеленгационного метода. Предложен метод формирования виртуальных антенных элементов в малоэлементной цифровой антенной решетке (ЦАР) путем экстраполяции амплитудно-фазового распределения, измеренного на реальных элементах. Такой подход позволяет синтезировать эффективную апертуру, значительно превышающую физическую, без увеличения массогабаритных характеристик. Проведен теоретический анализ разрешающей способности и погрешности пеленгования в зависимости от отношения сигнал/шум (ОСШ), числа элементов и апертуры. С помощью моделирования в среде MATLAB показано, что использование виртуального расширения апертуры снижает погрешность определения угловых координат с 9–14° до 1° и менее. Выполнена оценка современной элементной базы СВЧ-диапазона (T/R-модули GaAs/GaN, многоканальные микросхемы, ПЛИС с интегрированными АЦП), на основе которой определены массогабаритные параметры (менее 1,2 кг) и энергопотребление (около 30 Вт) бортовой системы. Сделаны выводы о технической реализуемости предложенной ЦАР на БПЛА взлетной массой 5–10 кг.

Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, групповая навигация, цифровая антенная решетка, виртуальные антенные элементы, сверхразрешение, пеленгование, отношение сигнал/шум, малоэлементная антенная решетка.

Финансирование: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-19-20070, https://rscf.ru/project/25-19-20070/, гранта Красноярского краевого фонда науки.

Автор для переписки: Ратушняк Василий Николаевич, oborona-81@yandex.ru

Литература

1. Дмитриев Д.Д. и др. Навигационное обеспечение беспилотных летательных аппаратов для организации их группового применения // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. – 2025. – Т. 18. – №. 4. – С. 498-508.

2. Гладышев А.Б. и др. Определение взаимного местоположения беспилотных воздушных судов, действующих в составе группы // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. – 2025. – Т. 18. – №. 5. – С. 649-659.

3. Фищев М.А., Вещев Д.А. Построение виртуальной антенной решетки корреляционного интерферометра по экспериментальным данным пеленгования // Общество, наука, инновации (НПК-2013). – 2013. – С. 1057-1062.

4. Патент № 2746063 МПК H01Q 21/29 (РФ). Способ углового сверхразрешения в приемной цифровой антенной решетке. / Винник Л.В., Литвинов А.В., Мищенко С.Е., Шацкий В.В. Приоритет от 21.07.2020. Опубликовано 06.04.2021. Бюл. № 10. Патентообладатель ФГУП РНИИРС.

5. Ашихмин А.В., Пастернак Ю.Г., Рембовский Ю.А. Методика повышения инструментальной точности мобильных радиопеленгаторов, основанная на оптимальном выборе координат элементов «виртуальной» антенной решетки // Антенны. – 2009. – №. 9. – С. 44-51.

6. Винник Л.В. и др. Метод синтеза линейной виртуальной антенной решетки // Журнал радиоэлектроники. – 2020. – №. 1.

7. Ermolayev V.T., Flaksman A.G., Shmonin O.A. Using the Concept of a Virtual Antenna Array in a MIMO Radar in the Presence of Reflections from the Ground Surface // Radiophysics and Quantum Electronics. – 2020. – V. 63. – №. 3. – P. 218-226.

8. Ашихмин А.В. и др. Использование «виртуальной» антенной решетки из диполей для повышения инструментальной точности радиопеленгатора бортового базирования // Антенны. – 2020. – №. 6. – С. 34-40.

9. Порсев В.И., Гелесев А.И., Красько А.Г. Угловое сверхразрешение сигналов с использованием «виртуальных» антенных решеток // Вестник Концерна ВКО Алмаз-Антей. – 2019. – №. 4 (31). – С. 24-34.

10. Ратынский М.В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. – Радио и связь, 2003.

11. Ratushnyak V.N. et al. Two-stage Direction Finding Method in Low-Element Antenna Arrays // 2025 Antennas Design and Measurement International Conference (ADMInC). – IEEE, 2025. – P. 66-69.

12. Ratushnyak V.N. et al. Research on Recurrent Super-Resolution Algorithm in Small-Element Antenna Array // 2025 9th International Conference on Information, Control, and Communication Technologies (ICCT). – IEEE, 2025. – P. 1-4.

13. Ратушняк В.Н. и др. Концепция виртуальной антенной решетки РЛС вертикального зондирования для решения задач сверхразрешения // Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. – 2025. – №. 2. – С. 43-55.

14. Ратушняк В.Н. и др. Синтез алгоритма сверхразрешения в малоэлементной антенной решетке // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 9.

15. Dmitriev D.D. et al. Use of a Group of Unmanned Aerial Vehicles to Detect Radio-Emitting Devices // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. – 2025. – Т. 18. – №. 7. – С. 931-939.

16. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025663727 Российская Федерация. Компьютерная модель алгоритма сверхразрешения цифровой антенной решетки и пеленгации источников излучения : заявл. 22.05.2025 : опубл. 29.05.2025 / В.Н. Ратушняк, И.В. Тяпкин, Д.Д. Дмитриев [и др.] ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский федеральный университет».

Для цитирования:

Ратушняк В.Н., Кликно Д.Д., Дмитриев Д.Д., Гладышев А.Б. Улучшение точности пеленгования в малоэлементных цифровых антенных решетках за счет применения виртуальных антенных элементов // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – №. 4.