LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Фізичні основи побудови швидкодіючих інформаційно-керуючих систем на базі електрично активних напівпровідників

передачі даних) для розподілених гібридних енергосистем, високошвидкісних транспортних систем, діагностико-терапевтичних комплексів, які відносяться до числа пріоритетних як в Україні, так і в низці інших технологічно розвинених країн світу.

Дослідження проводилися відповідно до Державної програми розвитку техніки і технологій надвисоких частот на 2005 – 2009 роки, затвердженої Постановою Кабінету Міністрів України № 1372 від 15 жовтня 2004 року, що містить розділи “Сучасні технології телекомунікацій, надвисокочастотного зв'язку і телебачення” і “Елементна база надвисокочастотної техніки з використанням напівпровідникових і електровакуумних технологій”, а також відповідно до Координаційного плану науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України (п. 7 – “Перспективні інформаційні технології, прилади комплексної автоматизації, системи зв'язку”) і до Постанови Президії НАН України від 24.12.03 № 308, передбачаючої розробку програми “Створення ефективних інтелектуальних інформаційних технологій, високопродуктивних ЕОМ і засобів захисту інформації (“Інтелект”)”, а також відповідно до планів держбюджетних НДР Інституту технічної механіки НАН України і Інституту транспортних систем і технологій Національної академії наук України “Трансмаг”, де виконувалися дисертаційні дослідження, у тому числі:

- НДР “Дослідження динаміки процесів в електрично неврівноважених середовищах для розробки багатофункціональних елементів систем керування і зв'язку”, 1985 (номер держреєстрації 80065056).

- НДР “Вирішення проблем створення перспективних транспортних систем і розробка пристроїв їх автономного енергозабезпечення”, 2000 р., в якій автор був відповідальним виконавцем розділу НДР – “Розробка систем керування і контролю руху транспортних систем нового покоління з використанням автономних джерел живлення” (номер держреєстрації 0196U001412);

- НДР “Дослідження і розробки в області створення магнітолевітуючих транспортних систем і модулів бортового енергозабезпечення”, 2005 р., в якій автор був керівником напрямку НДР – “Дослідження і розробка компонентів інформаційно-керуючої системи магнітолевітуючих транспортних засобів, включаючи джерела енергозабезпечення” (номер держреєстрації 0101U004480).


Мета і задачі досліджень. Мета роботи полягає у розробці методологічних основ побудови нового класу швидкодіючих, здатних до реконфігурації інформаційно-керуючих систем, що забезпечують надійність роботи, достовірність вимірюваних інформаційних даних і що підвищують якість керування в різних галузях промисловості. Досягнення цієї мети створює основи для виготовлення конкурентноздатних зразків відповідної продукції. Це обумовлює розв’язок таких задач:

  • теоретичне дослідження розвитку електричної нестійкості в плазмі гарячих електронів в однорідних (без p-n переходів) напівпровідникових структурах при керуючому впливі НВЧ-полів;

  • теоретичне обґрунтування комплексного методу синтезу конфліктостійких інформаційно-керуючих систем, що функціонують в масштабі реального часу;

  • розробка методологічних основ побудови вимірювальних НВЧ-перетворювачів механічних і магнітних характеристик високошвидкісних об'єктів, а також синтез цілісних ІКС на їх основі;

  • аналіз особливостей розподілених (просторово рознесених) ІКС, а також, з урахуванням цих особливостей, виготовлення і випробування лабораторних зразків пристроїв спеціалізованого каналу зв'язку між датчиками і центральним пунктом керування;

  • розробка методів і принципів побудови інформаційно-керуючих систем для діагностики і корекції функціонального стану виробничо-технологічного персоналу з урахуванням суттєвого впливу людського чинника на забезпечення надійності великих людино-машинних систем керування.


Об’єктом дослідження в дисертації є процеси керування високошвидкісними технологічними операціями в різних галузях промисловості (транспорт, енергетика, авіоніка, медико-технічна та ін.), забезпечуючі конфліктостостійке і надійне функціонування великих людино-машинних інформаційно-керуючих систем,

Предметом дослідження є фізичні характеристики напівпровідникових об'ємних двохелектродних структур з “гарячими” електронами, що проявляють електричну активність в НВЧ-діапазоні, яка дозволяє використовування вказаних структур в якості функціональних елементів розподілених мультисенсорних ІКС, діючих в масштабі реального часу.

Методи досліджень. Дослідження взаємодії НВЧ-полів з плазмою “гарячих” електронів в напівпровідниках проведено на основі класичної теорії Рідлі-Уоткінса, Хілсума і Кремера. Аналіз характеристик спеціальних хвилеводних комунікаційних ліній передачі з періодичними щілинними отворами зв'язку проведено із застосуванням числових методів прикладної електродинаміки. Теоретичний аналіз впливу НВЧ полів на формування струмових нестійкостей в діодах Ганна, встановлених в спеціальні електродинамічні системи, проводився за допомогою класичної теорії електричних кіл. Експериментальні дослідження характеристик функціональних вузлів ІКС і керуючих НВЧ-пристроїв проводилися шляхом вимірювань вольтамперних, амплітудно-частотних характеристик на стандартній радіовимірювальній апаратурі, а також передавальних характеристик на стандартних панорамних вимірювачах. Концепція побудови ІКС в цілому створювалась на основі методів декомпозиції і системного аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в теоретичному обґрунтуванні удосконалення інформаційно-керуючих систем і вирішенні проблеми інтеграції різнорідних компонентів багатопозиційних мультисенсорних радіофізичних систем спостереження і контролю технологічних процесів шляхом їх побудови на основі однорідних багатофункціональних напівпровідникових НВЧ-пристроїв з гарячими електронами, завдяки чому підвищується завадостійкість цих систем. В рамках цієї методології:

  • Обґрунтовано нову методологію синтезу швидкодіючих ІКС, що базується на комплексному використанні нелінійних явищ в плазмі гарячих електронів в напівпровідникових структурах з міждолинним електронним перенесенням, що знаходяться під впливом НВЧ-полів з регульованим співвідношенням величини живлячого постійного електричного поля і напруженості НВЧ-поля резонатора.

  • Визначено умови, при яких цілеспрямована дія НВЧ-полями на напівпровідникові структури, розміщені в спеціальних електродинамічних системах, дозволяє здійснити встановлення конвективної нестійкості у напівпровідниках з гарячими електронами.

  • Розвинуто


  •