LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Удосконалення фазового радіометеорного методу синхронізації мір часу і частоти

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ










Кундюков Сергій Григорович





УДК 621.396




УДОСКОНАЛЕННЯ ФАЗОВОГО РАДІОМЕТЕОРНОГО МЕТОДУ СИНХРОНІЗАЦІЇ МІР ЧАСУ І ЧАСТОТИ





Спеціальність 05.12.17 – радіотехнічні і телевізійні системи




АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття ученого ступеня

кандидата технічних наук









Харків - 2002

Дисертація є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному університеті радіоелектроніки (ХНУРЕ)

Міністерства освіти і науки України.


Науковий керівник доктор технічних наук, професор Коваль Юрій Олександрович Харківський національний університет радіоелектроніки, професор кафедри основ радіотехніки.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Величко Анатолій Федорович, Інститут радіофізики й електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України (м. Харків), завідувач відділом,

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, заслужений винахідник України Рондін Юрій Петрович, професор кафедри Харківського військового університету МОУ.

Провідна установа: Національний аерокосмічний університет ім. М. Е. Жуковського (ХАІ), кафедра авіаційно-космічних радіотехнічних систем Міністерства освіти і науки України (м. Харків).


Захист відбудеться “ 5 ” липня 2002 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.052.03 при Харківському національному університеті радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, ін. Леніна, 14, ауд. 13.


З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, ін. Леніна, 14.


Автореферат розісланий “ 4 ” 06 2002 р.


Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Чурюмов Г. І.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми обумовленабезупинним ростом вимог до точності синхронізації територіально рознесених мір (зокрема – еталонів) часу і частоти у відомих і нових системах, робота яких побудована на застосуванні високоточних частотно-часових методів. Прикладами можуть служити системи координатно-часового забезпечення, радіоастрономії, радіолокації, цифрового синхронного зв'язку. Фундаментом високоточних частотно-часових методів є досягнення фізики, астрономії, метрології часу і частоти. Високі темпи вдосконалювання еталонів часу і частоти, відносна нестабільність яких у даний час складає 10- 13...10- 14, а в перспективі – 10- 15...10- 16, визначають актуальність задачі підвищення точності синхронізації.

Усі методи синхронізації мір часу і частоти, за винятком методу перевізного квантового годинника (ПКГ), ґрунтуються на передачі інформації про шкали часу по радіоканалах. У даний час найбільш високу точність синхронізації забезпечують: ПКГ, радіометеорний метод синхронізації (РМС), супутникові радіонавігаційні системи (СРНС) і супутниковий зв'язок.

РМС займає особливе місце і є пріоритетним для України, з огляду на результати багаторічних досліджень і розробок, що почалися в Харкові під керівництвом проф. Кащеєва Б. Л. Роботи з удосконалення РМС набули особливої актуальності після проголошення Україною незалежності, оскільки цей метод є автономним, що не залежить від працездатності й доступу до закордонних систем. Україна не має у своєму розпорядженні власних СРНС, зв'язкових ШСЗ і підприємств, що виробляють ПКГ. Тому РМС залишився в Україні єдиним власним високоточним методом синхронізації мір часу і частоти як у межах країни, так і з мірами інших країн. Питання розвитку РМС включені в Національну космічну програму України (НКПУ) і Державну програму створення і розвитку Державної служби єдиного часу й еталонних частот. При впровадженні РМС інтереси Держстандарту представляв Харківський державний НДІ метрології (ХДНДІМ).

До середини 80-х років було вирішене широке коло теоретичних і практичних задач, пов'язаних із РМС. Однак, як у теоретичних дослідженнях, так і в розробленій апаратурі (експериментальні зразки МЕТКА-1...МЕТКА-8 і промислова апаратура 17-Н-91) використовувалися тільки обвідні радіосигналів. Це істотно обмежувало потенційну точність синхронізації, оскільки смуга радіометеорного каналу обмежується одиницями мегагерц. Тому наприкінці 80-х років почав розвиватися фазовий радіометеорний метод синхронізації (ФРМС). За прогнозами ФРМС мав забезпечити істотно більш високу точність. Відомим недоліком фазових вимірів є їхня неоднозначність.

Реалізація апаратури, побудованої на ФРМС, стала принципово можливою після перших експериментальних оцінок короткочасної нестабільності затримок сигналів при метеорному поширенні радіохвиль (МПРХ). Основними результатами перших робіт з ФРМС стали створення і дослідження макетів ФАЗА (ХНУРЕ), а також розробка другого покоління промислової апаратури 17-Н-830 (Російський інститут радіонавігації і часу – РІРЧ). Однак деякі теоретичні і практичні задачі, пов'язані з ФРМС, не були вирішені. Тому перші зразки фазових радіометеорних систем синхронізації (РМСС) не знайшли практичного застосування, оскільки похибки (у першу чергу апаратурні систематичні похибки – АСП) виявилися істотно більшими прогнозованих.

Відсутність комплексного аналізу джерел похибок ФРМС стала причиною того, що в перших зразках фазових РМСС не враховувалися необоротності затримок сигналів в АФП. При виборі основних технічних рішень не враховувалися втрати у виявленні сигналів і точності фазових вимірів у реальних пристроях (обмежники, цифрові пристрої обробки і вимірів параметрів сигналів). Недостатня увага в перших роботах по ФРМС приділялась розробці та застосуванню допоміжних пристроїв для оцінки похибок (зокрема АСП) і тестування фазових РМСС. Усе це не дозволяло дотепер повною мірою реалізувати потенціал ФРМС. Оскільки ФРМС продовжує залишатися одним з найбільш перспективних напрямків розвитку РМС, тема цієї роботи, пов'язана з удосконаленням ФРМС, є актуальною.

Дисертаційна робота пов'язана з дослідженнями, що виконуються в ХНУРЕ:

  • НДР № 95-7. Розробка радіоканалу метеорної синхронізації шкал часу і передачі даних для забезпечення керування КА “СІЧ-1”. № ДР 0195U023043. Робота виконувалася по держконтракту з НДІ радіотехнічних вимірювань (НДІРВ) відповідно до НКПУ.

  • НДДКР № 97-23. Розробка пристроїв апаратно-програмних методів системи захисту космічної інформації і способів радіометеорної синхронізації (шифр “Управление – ХТУРЭ”). Робота виконувалася по держконтракту з НДІРВ відповідно до НКПУ.

  • НДР № 440. Розробка принципів побудови багатофункціональних радіометеорних комплексів. Алгоритмічне і програмне забезпечення функціонування; обґрунтування основних параметрів апаратури за допомогою математичного моделювання. № ДР 0198U004443. Робота виконувалася відповідно до наказу ректора ХНУРЕ № 01 кн від 5.01.98 р.

  • НДР № 116. Розвиток теорії і розробка нових принципів побудови перспективних інформаційних і енергетичних радіоелектронних систем. Робота виконується відповідно до наказу ректора ХНУРЕ № 02 кн від 6.01.2000 р.

Метою дослідження є зниження похибок синхронізації мір часу і частоти з застосуванням фазової радіометеорної апаратури за рахунок: застосування нових принципів виміру і компенсації АСП; вибору основних технічних рішень апаратури з урахуванням параметрів МПРХ і погіршення в порівнянні з потенційними показників виявлення і виміру параметрів сигналів у реальних пристроях обробки; використання оригінальних пристроїв тестування.

Задачами дослідження є:

1) комплексний аналіз основних джерел похибок ФРМС з оцінкою рівня й інтервалів кореляції;

2) експериментальні дослідження і теоретичний аналіз необоротності затримок сигналів в АФП РМСС і їхнього впливу на АСП;

3) розробка нових принципів виміру і компенсації