LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Автодинний ефект в НВЧ генераторах хаотичних коливань

Національна академія наук України

Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова







КУЛИК ВОЛОДИМИР ВАСИЛЬОВИЧ



УДК 621.385.6: 621.396.96






Автодинний ефект в НВЧ генераторах хаотичних коливань



01.04.03 — радіофізика





АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук




Харків — 2005

Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Інституті радіофізики та електроніки ім. О.Я.Усикова

Національної академії наук України


Науковий керівник:

доктор фізико-математичних наук, професор Лукін Костянтин Олександрович,

Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я.Усикова Національної академії наук України (м. Харків), завідувач відділу нелінійної динаміки електронних систем.


Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, професор Оніщенко Іван Миколайович,

Інститут плазмової електроніки та нових методів прискорювання ННЦ “Харківський фізико-технічний інститут” Національної академії наук України (м. Харків), заступник директора з наукової роботи

кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник

Єрмак Геннадій Павлович, Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я.Усикова

Національної академії наук України (м. Харків), старший науковий співробітник відділу теорії дифракції та дифракційної електроніки.


Провідна установа:

Харківський національний університет радіоелектроніки Міністерства освіти і науки України, кафедра фізичних основ електронної техніки.

Захист відбудеться 7 липня 2005 р. о 16 годині 30 хвилин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.157.01 Інституту радіофізики та електроніки ім. О.Я.Усикова НАН України за адресою: 61085, м. Харків, вул. Ак. Проскури, 12.

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Інституту радіофізики та електроніки ім. О.Я.Усикова НАН України за адресою: 61085, м. Харків, вул. Ак. Проскури, 12.


Автореферат розісланий 2 червня 2005 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О.Я.Кириченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Автодинний ефект в автогенераторі полягає в зміні його параметрів під дією власного відбитого сигналу. Ці зміни називаються автодинним відгуком. Розрізняють два види реєстрації автодинного відгуку: внутрішнє та зовнішнє детектування. При внутрішньому детектуванні визначаються коливання напруги або струму в колах живлення генератора, які в основному знаходяться у низькочастотному діапазоні. При зовнішньому детектуванні визначаються зміни у частотному спектрі сигналу або його потужності. При цьому вимірювання потребують значно складнішого обладнання, але чутливість пристрою вища.

Автодинний ефект досить добре вивчений у генераторах монохроматичних коливань, таких як клістрони, лампи зворотної хвилі, генератори дифракційного випромінювання, НВЧ генератори на діодах Гана, ЛПД та ін.

Автодинні генератори знаходять досить широке застосування, що визначається наявністю таких переваг, як малі габарити, мала вага, простота конструкції й у деяких випадках обробки інформаційного сигналу і т.п. Це є наслідком того, що в автодинному генераторі поєднуються в одному пристрої генератор, передавач і приймач, а, іноді, і конвертор. Але автодинні генератори мають не тільки наведені переваги, а й деякі недоліки. Наприклад, при зовнішньому детектуванні можуть спостерігатися досить значні спотворення сигналу, що суттєво ускладнює обробку автодинного відгуку. Крім цього, суміщення трактів передачі та прийому зменшує можливості проведення роздільної обробки випромінюваного та відбитого сигналів. Ці та інші причини призводять до обмеження застосування автодинних генераторів. Але, за певних обставин застосування автодинних генераторів дає значні переваги. В автодинних генераторах досить малий відбитий сигнал може викликати значні зміни в параметрах генератора. При зміні відстані до відбивача з періодом рівним пів довжини хвилі періодично змінюються потужність та частота випромінюваного сигналу, а також напруга або струм в колах живлення. Використання цих властивостей дозволяє створювати ефективні вимірювачі швидкості.

Однак, системи на основі генераторів монохроматичних коливань не дозволяють оцінити відстань до відбиваючого об'єкту. З метою вимірювання відстані використовують багаточастотні автодинні системи. Досить детально вивчені двохчастотні автодинні генератори. У цих генераторах змінюється кожна з двох частот а також проходить перекачка енергії з однієї частоти до іншої. Внаслідок цього з’являється можливість вимірювання відстаней. Іншим напрямком розширення можливостей автодинних генераторів є застосування модуляції. В цьому випадку частотний спектр генератора набуває дискретного характеру, але при вимірюванні частотних складових та їх рівнів можна значно розширити діапазон однозначності вимірювання. При цьому ускладнюється обладнання й обробка сигналу, але точність може бути істотно підвищена.

В останні роки спостерігається значний інтерес до шумової радіолокації [1*, 2*]. При розвитку шумової радіолокації в ІРЕ НАН України були розроблені автогенератори хаотичних коливань мікрохвильового і міліметрового діапазонів. Вивчення впливу відбитого сигналу на вихідні характеристики генераторів хаотичних коливань привело до передбачення та виявлення автодинного ефекту у таких генераторах [3*], причому цей ефект суттєво відрізняється від подібного ефекту у генераторах монохроматичних коливань. Він полягає у появі періодичної модуляції частотного спектру вихідного сигналу генератора при наявності навіть нерухомого відбивача на відстані більшій за довжину когерентності сигналу, що генерується. Період цієї модуляції обернено пропорційний відстані до відбивача. Коли відбивач повільно рухається, кожна спектральна компонента вихідного сигналу коливається з Допплерівською частотою. Таким чином, автодинний ефект у генераторі хаотичних коливань дозволяє вимірювати одночасно відстань до відбивача та його швидкість. При цьому не відбувається значна зміна потужності випромінюваного сигналу. Але цей ефект був не достатньо досліджений. Зокрема, не було вивчено, як змінюється частотний спектр генератора хаотичних коливань зі зміною відстані та рівня відбитого сигналу, не побудована його теорія, а також не визначені можливості його застосування в наукових та господарських цілях.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню автодинного ефекту в генераторі хаотичних коливань з метою