LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Автоматизація вимірювань поляризаційних параметрів електромагнітних хвиль

Національний авіаційний університет



Фецун Андрій Володимирович



На правах рукопису

УДК 681.5.08





АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИМІРЮВАНЬ ПОЛЯРИЗАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ

ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХВИЛЬ



Спеціальність: 05.12.17 “Радіотехнічні та телевізійні системи”




АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук








Київ-2006





Дисертація є рукопис.


Робота виконана в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки України.


Науковий керівник -

доктор технічних наук, професор,

заслужений діяч науки і техніки України

ІЛЬНИЦЬКИЙ Людвіг Якович, Національний авіаційний університет, професор.

Офіційні опоненти -

доктор технічних наук, професор,

заслужений діяч науки і техніки України

НОВІКОВ Володимир Стефанович, Національний авіаційний університет, професор;


кандидат технічних наук, старший науковий співробітник ФЕДОРОВ Павло Миколайович, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки ЗС України,

Міністерство оборони України, начальник науково-дослідного відділу.

Провідна установа -

ВАТ “Науково-виробниче підприємство “Сатурн”, м. Київ.


Захист відбудеться 15.06. 2006 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.08 при Національному авіаційному університеті за адресою: 03058, м. Київ-58, пр. Космонавта Комарова, 1, НАУ.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці НАУ за адресою: 03058, м. Київ-58, пр. Космонавта Комарова, 1.


Автореферат розісланий 14.05. 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В. М. Шутко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Поляризаційна характеристика антени входить до групи параметрів, що характеризують антену за полем випромінювання і повністю визначається положенням вектора напруженості електричного поля у хвильовій площині. Оскільки будь-яка радіолінія ефективно працює при поляризаційно узгоджених антенах, то до поляризаційних властивостей антен, до їх дослідження та формування увагу почали звертати з перших етапів розвитку радіотехніки.

В нинішніх умовах особливості поляризації електромагнітної хвилі широко використовують в супутникових телекомунікаційних системах, в радіорелейних лініях зв’язку, системах розпізнавання об’єктів, радіосистемах спеціального призначення. Досить навести приклади електродинамічних процесів, що ґрунтуються на поляризаційних характеристиках сигналів, таких як: поляризаційне ущільнення каналів, підвищення ефективності мобільних супутникових телекомунікаційних та наземних мікрохвильових інформаційних систем (поляризаційна адаптація); розширення можливостей метеорологічних радіолокаційних станцій (виявлення переохолоджених водяних крапель для забезпечення безпеки польотів літаків, ідентифікація типів метеорів, оцінка інтенсивності дощу, тощо); вирішення проблем електромагнітної сумісності (ЕМС); підвищення ефективності мікрохвильової інформаційної діагностики та терапії і таке інше, щоб показати значимість поляризаційних явищ для сучасних радіоелектронних систем (РЕС).

При розв’язанні багатьох задач радіотехніки часто використовують поляризаційні властивості антен. Так, наприклад, застосовуючи поляризаційно розв'язані антени можна забезпечити ЕМС радіотехнічних засобів, розташованих на обмеженій території. За допомогою зміни поляризаційних характеристик радіолокаційних антен збільшують рівень сигналів на фоні інтенсивних завад. У загальному випадку, при проектуванні, чи розрахунку радіоліній і радіотрас будь-якого призначення обов'язково потрібно враховувати поляризаційні характеристики антен.

Виходячи із практики експлуатації побудови РЕС і теоретичних аспектів були створені міжнародні і національні вимоги на норми до поляризаційних характеристик антен і до рівня кросполяризації.

Це формує проблематику з розробки автоматичних вимірювачів, які зможуть визначати певні параметри поляризації для різних напрямків застосування. Аналіз методів вимірювання параметрів поляризації засвідчив, що навіть на засадах метода автоматизованих вимірювань поляризаційних характеристик антен не створено пристроїв, за допомогою яких можуть проводитись ці вимірювання. Проведений патентний пошук показав що відсутні автоматичні вимірювачі які працювали б як у коловому або еліптичному, так і в лінійному базисах, які б вимірювали усі параметри поляризації електромагнітної хвилі (ЕМХ) та не вимагали б участі оператора у процесі вимірювань. Вимірювання параметрів поляризації необхідно забезпечувати у широкому частотному діапазоні та здійснювати вимірювання всіх параметрів поляризації, а саме коефіцієнта еліптичності, напряму обертання поляризаційного еліпса та кута нахилу поляризаційного еліпса. Існуючі пристрої вимірювання поляризації не здійснюють одночасне визначення усіх параметрів поляризації, а також не здатні адаптуватися до вимірюваної поляризації електромагнітної хвилі.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.Дисертаційна робота виконана за реальними потребами галузі зв’язку України. Основні результати роботи спрямовані на виконання державних програм розвитку галузі зв’язку України і використані в науково дослідній темі, яка проводилась на замовлення Центру “Укрчастотнагляд” “Адаптивні антенні системи для моніторингу безпроводових засобів зв’язку”.

Мета і задачі дослідження. Метою досліджень є теоретичне обґрунтування принципів побудови, синтез і електронне моделювання автоматичних вимірювачів параметрів поляризації ЕМХ.

Об’єктом досліджень є процес вимірювання поляризаційних параметрів ЕМХ.

Предметом досліджень є методи та автоматичні засоби для вимірювання поляризаційних параметрів ЕМХ.

Методи дослідження. При розв’язанні поставлених задач у роботі використаний апарат векторної алгебри, комплексний метод, диференціальний аналіз, теорія електронних кіл, електродинамічна теорія випромінюючих систем, електронне моделювання для перевірки достовірності отриманих результатів.

Наукова новизна визначається такими отриманими науковими положеннями:

  • Сформульовано та доведено теореми, які визначають технологію поляризаційного аналізу. Показано яким чином можна привести результати розкладання хвилі в ортогональному лінійному поляризаційному базисі до канонічного вигляду, доведена можливість використання для поляризаційного аналізу антени з будь-якою еліптичною поляризацією.

  • Визначені залежності похибки поляризаційного аналізу від точності установки випробувальної антени з лінійною поляризацією. Виведенні співвідношення для обчислення похибок розрахунку параметрів поляризації за результатами експериментального дослідження.

  • Теоретично обґрунтована можливість оцінки поляризаційних параметрів електромагнітної хвилі за допомогою поляризаційно адаптованих антен. Вперше показано, що процес поляризаційної адаптації є збіжним.

  • Розроблені різні типи автоматичних вимірювачів поляризаційних характеристик антен, які відрізняються від відомих вимірювачів наступним: повнотою вимірювань, процес вимірювання відбувається без втручання оператора, широким діапазоном вимірювань від 400МГц до 60 ГГц, високою чутливістю і точністю (похибка вимірювань не перевищує 1%), вибором відповідного поляризаційного ортогонального поляризаційного базису в залежності від типу прийнятої електромагнітної хвилі, поляризаційною адаптацією антенної системи автоматичних вимірювачів до поляризації прийнятої електромагнітної хвилі.

    Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці вимірювачів параметрів


  •