Побудова узагальненої імовірнісно-фізичної моделі надійності дворівневої активної фазованої антенної решітки

Автор(и)

  • Valery Kostanovsky Державнє підприємство «Науково-дослідний інститут «Квант»» вул. Федорова, 4, м. Київ, Україна, 03150, Україна https://orcid.org/0000-0002-3766-4455
  • Igor Machalin Національний авіаційний університет пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0003-1684-4980
  • Oksana Kozachuk Державнє підприємство «Науково-дослідний інститут «Квант»» вул. Федорова, 4, м. Київ, Україна, 03150, Україна https://orcid.org/0000-0003-0905-1093
  • Irina Terentyeva Національний авіаційний університет пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0002-0391-5041

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.168525

Ключові слова:

середній наробіток до відмови, фазована антенна решітка, критерії відмови, канали що випромінюють

Анотація

Представлено побудову узагальненої ймовірнісно-фізичної моделі надійності дворівневої АФАР багатофункціональної РЛС.

При розробці фізичної моделі АФАР сформульовано визначення відмов випромінюючих каналів і антеною решітки в цілому. Обрані визначальні параметри АФАР: потужність випромінювання, коефіцієнт посилення на передачу і верхній рівень ближніх бічних пелюсток. Це дозволило сформулювати узагальнені критерії відмов АФАР в режимах на передачу і на прийом, а також визначити допустиму кількість відмов випромінюючих каналів і прийомних модулів. Фізична модель надійності АФАР формалізується системою рівнянь, що описують відхилення визначальних параметрів антеною решітки за допустимі межі. При цьому знаходяться граничні (допустимі) значення числа випромінюючих каналів і прийомних модулів, що відмовили, які забезпечують мінімально допустимі (критичні) значення визначальних параметрів АФАР.

Для побудови ймовірнісної моделі надійності АФАР проведена ідентифікація антеною решітки як ізотропної ієрархічної системи і виведена формула для визначення середньої кількості працездатних випромінюючих каналів в багаторівневої структурі АФАР. Побудована і формалізована структурна схема надійності приймальної і передавальної підрешіток, приймальної і передавальної АФАР. Сформульовано визначення відмов приймальної і передавальної підрешіток, приймальної і передавальної АФАР. Це дозволило вивести аналітичні вирази для визначення середнього наробітку до відмови, імовірності безвідмовної роботи, щільності розподілу наробітку до відмови і інтенсивності відмов підрешіток і АФАР. В якості моделей відмов СВЧ елементів, транзисторів, випромінюючих каналів і прийомних модулів застосовувалося експоненціальне розподіл (для раптових відмов), дифузійний немонотонний розподіл (для поступових відмов) і композиція експоненціального і дифузійного немонотонного розподілів (при спільному прояві раптових і поступових відмов). У статті представлений ілюстративний приклад розрахунку середнього наробітку до відмови дворівневої АФАР, що включає 6400 випромінюючих каналів

Біографії авторів

Valery Kostanovsky, Державнє підприємство «Науково-дослідний інститут «Квант»» вул. Федорова, 4, м. Київ, Україна, 03150

Кандидат технічних наук, начальник науково-дослідного відділу

Науково-дослідний відділ надійності та стандартизації

Igor Machalin, Національний авіаційний університет пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058

Доктор технічних наук, професор, директор

Навчально-науковий інститут аеронавігації, електроніки та телекомунікацій

Oksana Kozachuk, Державнє підприємство «Науково-дослідний інститут «Квант»» вул. Федорова, 4, м. Київ, Україна, 03150

Начальник науково-дослідного сектору

Науково-дослідний відділ надійності та стандартизації

Irina Terentyeva, Національний авіаційний університет пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра телекомунікаційних систем

Посилання

  1. Brookner, E. (2000). Phased arrays for the new millennium. Proceedings 2000 IEEE International Conference on Phased Array Systems and Technology (Cat. No.00TH8510). doi: https://doi.org/10.1109/past.2000.858889
  2. Delaney, W. (2016). From vision to reality 50+ years of phased array development. 2016 IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology (PAST). doi: https://doi.org/10.1109/array.2016.7832536
  3. Voskresenskiy, D. I. (Ed.) (2012). Ustroystva SVCH i antenny. Proektirovanie fazirovannyh antennyh reshetok. Moscow: izd. Radiotekhnika, God izd., 744.
  4. GOST 27.301-95. Nadezhnost' v tekhnike. Raschet nadezhnosti. Osnovnye polozheniya (1995). Moscow: Izd-vo standartov, 15.
  5. GOST 27.003-2016. Nadezhnost' v tekhnike. Sostav i obschie pravila zadaniya trebovaniy po nadezhnosti (2016). Moscow: Izd-vo «Standartinform», 18.
  6. Kartsan, I. N., Kiseleva, E. A., Logacheva, A. I., Kartsan, T. I. (2017). Dependence of the characteristics of the active phased array antenna on the time. Science Almanac, 7-1 (33), 182–192.
  7. Agrawal, A. K., Holzman, E. L. (1999). Active phased array design for high reliability. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 35 (4), 1204–1211. doi: https://doi.org/10.1109/7.805438
  8. Agrawal, A. K., Holzman, E. L. (1999). Beamformer architectures for active phased-array radar antennas. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 47 (3), 432–442. doi: https://doi.org/10.1109/8.768777
  9. Agrawal, A. K., Kopp, B. A., Luesse, M. H., O’Haver, K. W. (2001). Active Phased Array Antenna Development for Modern Shipboard Radar Systems. Johns Hopkins APL Technical Digest, 22 (4), 600–613.
  10. Antoshina, V. M., Yakimov, V. L. (2018). Description of multifunctional radar stations constructive failure statistics elem ents by experim ental data. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki, 12, 396–404.
  11. Antoshina, V. M., Babkin, Yu. V., Trunov, S. Yu., Hodataev, N. A. (2016). Metody operativnoy proverki rabotosposobnosti sistem RLS dal'nego deystviya. Ist. «Mintsevskie chteniya» trudy Tret'ey Vseross. NTK molodyh konstrukt. i inzh., posvyaschennoy 70 – letiyu Radiotekhn. Inst. imeni akad. A. L. Mintsa i 70 – letiyu FizTekha. Moscow, 100–107.
  12. Kostanovskii, V. V. A Mathematical Model for Calculating the Reliability of Nonreducible Phased Antenna Arrays. Measurement Techniques, 57 (1), 87–90. doi: https://doi.org/10.1007/s11018-014-0412-5
  13. Belyaev, Yu. K., Bogatyrev, V. A., Bolotin, V. V. et. al.; Ushakov, I. A. (Ed.) (1985). Cpravochnik. Nadezhnost' tekhnicheskih sistem. Moscow: Izd. «Radio i svyaz'», 606.
  14. Kostanovskiy, V. V., Kozachuk, O. D. (2015). Veroyatnostniy analiz bezotkaznosti i dolgovechnosti apertur fazirovannyh antennyh reshetok v protsesse proektirovaniya. Matematychni mashyny i systemy, 3, 201–213.
  15. Kostanovskyi, V. V. (2014). Matematychni modeli nadiynosti typovykh apertur fazovanykh antennykh reshitok, yaki vrakhovuiut raptovi ta postupovi vidmovy moduliv nadvysokykh chastot. Matematychni mashyny i systemy, 2, 142–150.
  16. GOST 23282-91. Reshetki antennye. Terminy i opredeleniya (1991). Moscow, 7.
  17. GOST 27.002-2015. Nadezhnost' v tekhnike. Terminy i opredeleniya. Dependability in technics. Terms and definitions (2015). Мoscow, 28.
  18. GOST 27.310-95. Nadezhnost' v tekhnike. Analiz vidov, posledstviy i kritichnosti otkazov. Osnovnye polozheniya (1995). Moscow, 20.
  19. Azarskov, V. N., Strel'nikov, V. P. (2004). Nadezhnost' sistem upravleniya i avtomatiki. Kyiv: NAU, 164.
  20. Kostanovsky, V., Kozachyk, O. (2018). The method of identifying the parameters of the universal model of failures approximating the generalized curve of the failure rate of electronic products. Science-based technologies, 4 (40), 465–472. doi: https://doi.org/10.18372/2310-5461.40.13273
  21. Kaganov, V. L., Kapitonov, V. A. (1984). Obobschennaya model' nadezhnosti i otrabotochnye ispytaniya. Vibratsionnaya prochnost' i nadezhnost' dvigateley i sistem letatel'nyh apparatov, 10, 83–90.
  22. Spravochnik. Nadezhnost' elektroradioizdeliy – 2002 (2002). Sankt-Peterburg, 574.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-05-27

Як цитувати

Kostanovsky, V., Machalin, I., Kozachuk, O., & Terentyeva, I. (2019). Побудова узагальненої імовірнісно-фізичної моделі надійності дворівневої активної фазованої антенної решітки. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(9 (99), 31–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.168525

Номер

Том 3 № 9 (99) (2019): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Valery Kostanovsky, Igor Machalin, Oksana Kozachuk, Irina Terentyeva

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.