TY - JOUR

T1 - СОВРЕМЕННЫЕ ГИБРИДНО-ИНТЕГРАЛЬНЫЕ АВТОДИННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ МИКРОВОЛНОВОГО И МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ. Ч. 15. СИГНАЛЬНЫЕ И ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОДИНОВ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

AU - Носков, Владислав Яковлевич

AU - Богатырев, Евгений Владимирович

AU - Галеев, Р. Г.

AU - Игнатков, Кирилл Александрович

AU - Шайдуров, Кирилл Дмитриевич

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Постановка проблемы. Автодины (АД) с частотной модуляцией (ЧМ) относятся к классу автопараметрических систем ближней радиолокации (СБРЛ) с запаздывающей обратной связью, у которых под воздействием собственного отраженного от объекта локации излучения происходят автодинные изменения параметров генератора: амплитуды и частоты колебаний. Эти изменения вызывают специфические искажения в формировании сигнальных и шумовых характеристик. Данное явление, свойственное всем типам генераторов при всех законах и методах ЧМ, создает проблемы при обработке сигналов, сужает динамический диапазон автодинной системы и ограничивает область применения АД, особенно в диапазонах миллиметровых и более коротких волн. С уменьшением длины волны излучения период автодинного сигнала становится соизмеримым или даже меньше времени запаздывания отраженного излучения. Для таких условий на сегодня отсутствует математическая модель АД с ЧМ, обеспечивающая адекватное описание полученных результатов экспериментально наблюдаемых явлений и поиск путей решения указанной проблемы. Цель. Обобщить результаты исследований, связанных с разработкой математической модели АД с ЧМ на основе методов теории систем с запаздыванием, и на ее основе выполнить исследования сигнальных и шумовых характеристик автодинного генератора, находящегося под воздействием собственного отраженного излучения с различными законами ЧМ, а также рассмотреть влияние нелинейности модуляционной характеристики реальных генераторов на формирование автодинных сигналов. Результаты. Представлено общее решение системы уравнений для одноконтурного генератора с ЧМ, учитывающее собственные шумы, а также произвольное соотношение времени запаздывания отраженного излучения и периода автодинного сигнала. Приведены результаты исследований зависимости формы сигналов и особенностей формирования шумовых характеристик АД от параметров ЧМ, ее закона и расстояния до объекта локации, а также влияние параметра обратной связи системы «генератор - объект локации» и нелинейности модуляционной характеристики на формирование автодинных сигналов. Результаты экспериментальных исследований, выполненные на примере генератора на диоде Ганна 8-миллиметрового диапазона, подтвердили выводы теоретического анализа. Практическая значимость. Результаты выполненных исследований позволяют, исходя из заданных параметров используемых генераторов, рассчитать сигнальные и шумовые характеристики АД с ЧМ, необходимые для их правильного использования в перспективных СБРЛ. Кроме того, сформулированы основные требования и рекомендации к автодинным модулям, предназначенным для СБРЛ с ЧМ.

AB - Постановка проблемы. Автодины (АД) с частотной модуляцией (ЧМ) относятся к классу автопараметрических систем ближней радиолокации (СБРЛ) с запаздывающей обратной связью, у которых под воздействием собственного отраженного от объекта локации излучения происходят автодинные изменения параметров генератора: амплитуды и частоты колебаний. Эти изменения вызывают специфические искажения в формировании сигнальных и шумовых характеристик. Данное явление, свойственное всем типам генераторов при всех законах и методах ЧМ, создает проблемы при обработке сигналов, сужает динамический диапазон автодинной системы и ограничивает область применения АД, особенно в диапазонах миллиметровых и более коротких волн. С уменьшением длины волны излучения период автодинного сигнала становится соизмеримым или даже меньше времени запаздывания отраженного излучения. Для таких условий на сегодня отсутствует математическая модель АД с ЧМ, обеспечивающая адекватное описание полученных результатов экспериментально наблюдаемых явлений и поиск путей решения указанной проблемы. Цель. Обобщить результаты исследований, связанных с разработкой математической модели АД с ЧМ на основе методов теории систем с запаздыванием, и на ее основе выполнить исследования сигнальных и шумовых характеристик автодинного генератора, находящегося под воздействием собственного отраженного излучения с различными законами ЧМ, а также рассмотреть влияние нелинейности модуляционной характеристики реальных генераторов на формирование автодинных сигналов. Результаты. Представлено общее решение системы уравнений для одноконтурного генератора с ЧМ, учитывающее собственные шумы, а также произвольное соотношение времени запаздывания отраженного излучения и периода автодинного сигнала. Приведены результаты исследований зависимости формы сигналов и особенностей формирования шумовых характеристик АД от параметров ЧМ, ее закона и расстояния до объекта локации, а также влияние параметра обратной связи системы «генератор - объект локации» и нелинейности модуляционной характеристики на формирование автодинных сигналов. Результаты экспериментальных исследований, выполненные на примере генератора на диоде Ганна 8-миллиметрового диапазона, подтвердили выводы теоретического анализа. Практическая значимость. Результаты выполненных исследований позволяют, исходя из заданных параметров используемых генераторов, рассчитать сигнальные и шумовые характеристики АД с ЧМ, необходимые для их правильного использования в перспективных СБРЛ. Кроме того, сформулированы основные требования и рекомендации к автодинным модулям, предназначенным для СБРЛ с ЧМ.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=49520017

U2 - 10.18127/j20700784-202209-02

DO - 10.18127/j20700784-202209-02

M3 - Обзорная статья

VL - 76

SP - 15

EP - 54

JO - Успехи современной радиоэлектроники

JF - Успехи современной радиоэлектроники

SN - 2070-0784

IS - 9

ER -