Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методов моделирования и оптимизации радиочастотных трактов радиотехнических устройств Шустерман, Лев Бенцианович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шустерман, Лев Бенцианович. Разработка методов моделирования и оптимизации радиочастотных трактов радиотехнических устройств : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.12.13.- Санкт-Петербург, 1995.- 18 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. В последние годы в системах вторичной радиолокации предназначенных для управления воздушным движением наметилась определенная тенденция,связанная с увеличением количества обслуживаемых самолетов, находящихся на одном и том ке или близких друг к другу азимутах относительно наземной PJIG. Одним из методов, обеспечивающим обслуживание каждого самолета из группы за минимальное время с достаточно высокими вероятностными и точностными характеристиками,Является моноимпульсный метод приема. Техническим средством реализации моноимпульсного метода является многоканальное приемное устройство (ПУ), которое независимо от своего типа и назначения можно разделить на две основные части: многоканальный радиочастотный тракт и тракт обработки сигналов. В современных радиолокационных ПУ тракт обработки сигналов строится на основе цифровой обработки'в реальном масштабе времени. Этим исключаются инструментальные погрешности в измерении угловых координат, связанные с нестабильностью параметров этого тракта. Поэтому основным источником инструментальных погрешностей, обусловленных ПУ, является по сути его многоканальный радиочастотный тракт, нестабильность и неидентичность амплитудных и фазовых характеристик каналов которого, a тачке их собственные шумы определяют угломерную точность пеленгации моноимпульсной РЛС.(Кроме того, для соблюдения необходимых точностных характеристик измерения угловых координат и сохранения общей работоспособности моноимпульсной РЛС в жестких климатичесвиях условиях предъявляются чрезвычайно высокие требования к стабильности частотных и фазовых характеристик радиочастотных трактбв при воздействии внешних дестабилизирующих факторов: температуры окружающей среды, разброса параметров элементов, их старения и других.

В силу указанных обстоятельств при исследовании и проектировании моноимпульсных РЛС чрезвычайно важными становятся вопросы:

параметрического синтеза и оптимизации амплитудно- и фазочастотних характеристик радиочастотных трактов моноимпульсных РЛС;

минимизации собственных шумов радиочастотных трактов;

минимизации детерминированных и случайных отклонений параметров и характеристик радиочастотного тракта вследствие температурных изменений и разброса параметров его элементов;

минимизации инструментальных погрешностей измерения угловых ко-

2. ординат в моноимпульсных РЛС, обусловленных нестабильностью параметров и шумами отдельных элементов радиочастотного тракта. . В настоящее время на большинстве этапов процесса системного и схемотехнического проектирования радиочастотных трактов моноимпульсных РЛС возможно успешное применение ЭВМ и методов автоматизированного проектирования. Здесь применение этих средств позволяет разработчику производить детальный всесторонний анализ и синтез радиочастотного тракта до его реализации на физическом макете, учесть взаимодействие отдельных функциональных узлов (ФУ), исследовать влияние нестабильности параметров не только кавдого ФУ или устройства, но и каждого отдельного элемента (резистора, конденсатора, транзистора и др.),'входящего в схему тракта, на точностные характеристики РЛС. '

Таким образом, важность требований к основным качественным показателям и характеристикам моноимпульсных РЛС, и в- первую очередь к точности измерения угловых координат, а также насущная необходимость автоматизации исследования и проектирования их радиочастотных трактов, определяет акту-альность диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является исследование круга вопросов, связанных с моделированием, оптимизацией и практической реализацией частотных, шумовых, температурных и статистических параметров и характеристик радиочастотных трактов приемных устройстЕ в интересах повышения точностных характеристик моноимпульсных РЛС и сокращения сроков их проектирования.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работа б качестве математического аппарата испольвовались теория радиотехнических црпей и' систем; матвілаткческое моделирование электронных схем и систем; гармоничосккй апалкз; терия вероятностей и мстию-тияеская статистика; матричная алгебра; линейное и нелинейное математическое программирование.

Научная новизна работа. Новые научные результаты, по мнению автора, заключаются в следующем:

J. Впервые обобщен метод А-матриц (матриц передачи) для системного анализа частотных, шумовых, температурных и статистических параметров .и характеристик радиочастотных трактов с разветвленной структурой, включающей в общем случае многополюсники с неравным числом входов и выходов, на основе которого разработаны алгоритмы для исследования инструментальных погрешностей измерения угловых

координат моноимпульсных РЛС, обусловленных нестабильностью параметров и шумами радиочастного тракта.

  1. Разработаны алгоритмы для схемотехнического анализа частотных, шумовых, температурных и статистических параметров и характеристик отдельна! функциональных узлов и устройств радиочастотных трактов, их чувствительности и устойчивости на основе метода обратной У-матрвда, отличающиеся от известных высокой вычислительной эффективностью.

  2. Впервые предложена модифицированная формулировка критерия устойчивости Михайлова, которая не требует априорных-сведений о порядке характеристического полинома исследуемой схемы.

  3. Предложены и разработаны способы построения частных и обобщённых критериев оптимальности, позволяющие, в отличие от известных, более гибко и корректно подходить к решению задачи мнгокритериаль-ной параметрической оптимизации, а также новый эффективный метод "логарифмизации переменных" для решения задачи параметрического синтеза и оптимизации электронных схем радиочастотных трактов.

  4. Разработан и апробирован метод решения задачи оптимизации электронных схем радиочастотных трактов по критерию температурной стабильности, основанный на методах линейного или выпуклого программирования и обеспечивающий решение задачи в глобальном смысле.

Практическая ценность работы состоит в том, что использование предложенных и разработанных в диссертации методов, алгоритмов и пакета прикладных программ позволяет:

сократить сроки отыскания требуемых проектных решений и снизить трудоемкость исследования и проектирования радиочастотных трактов ПУ моноимпульсных РЛС за счет уменьшения циклов макетирования, изготовления опытных образцов и их испытания;

улучшить качественные показатели и характеристики проектируемых радиочастотных трактов за счет принятия оптимальных проектных решений в процессе автоматизированного проектирования.

Реализация и внедрение результатов работы. На основе разработанного математического аппарата спроектированы двухканальные фа-зостабильные радиочастотные тракты для вторичных моноипульсных РЛС изделий "Комплекс", "Дружба" и ряда других изделий специального назначения, обладающие высокими качественными показателями. Указанные изделия успешно прошли Государственные испытания и внедрены в серийное производство. Использование результатов работы подтверждено соответствующими документами.

4.

Апробация работы, основные научные результаты работы докладывались и обсуждались на Международных, Всесоюзных и Республиканских конференциях, выставках и семинарах в том числе: на Всесоюзной науно-технической коференщш "Радиоприемные устройства СВЧ диапазона"(г.Ленинград, 1972г.); на III областной научно-технической конференции "Оптимизация радиотехнических систем"(г.Ленинград, 1977г.); на Всесоюзных научно-технических конференциях и семинарах "Применение ЭВМ серии МИР в расчетах по радиотехнике и электронике" (г.Киев, 1974 и І976Г.Г.; г.Одесса, 1975г.; г.Томск, 1978г.); на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Автоматизация проектирования электронных схем" (г.Москва, 1975г.); на Республиканской научно-технической конференции посвященной "Дню радио" (г.Таллин, 1977 г.); на Выставке достижений народного хозяйства СССР (г.Москва, свидетельство N14340); на Всесоюзных конфврэнцияхпТворетЕЧвсккэ и прикладные вопросы разработки, внедрения и эксплуатации САПР РЭА" (г.Одесса,1984г.; г.Званигород, 1990г.); на Всесоюзной конференции "Монолитные интегральные прибора СВЧ малой и средней мощности, (г.Москва,1988г.); на Мезвдшародаод соізфервадаи по микроволновоИ технике ВМИЇЕКО-90" (г.Пардубща, ЧССР, 1990г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 24 печатных работы, в том числю 17 статей, 4 тезисов, I учебное пособие и 2 авторских свидетельства на изобретение.

Структура и обье?« работа;, диссертационная работа состоит аз введения, четырех гле"з и згадагаения, списка литературы, включ&щще-го 129 наимоковьей, и приложонка. Основная часть работы изложеле на 149 отршавцах машинописного текста. Работа содержит 34 рисунка, 23 таблицы.

Основное положения выносимые иа зашиту.

  1. Обобщенный метод А-матриц (матриц передачи), для системного анализа частотных, шумовых, температурных и статистических параметров И характеристик радиочастотных трактов с разветвленной структурой, включающей в общем случае многополюсники с неравным числом входов и выходов, на основе которого разработаны алгоритмы для Исследования инструментальных погрешностей измерешія угловых координат моноимпульсных РЛС, обусловленных нестабильностью параметров и шумами радиочастного тракта.

  2. Алгоритмы для схемотехнического анализа частотных, шумовых, температурных и статистических параметров и характеристик отдельных функциональных узлов и устройств радиочастотных тректов, их чувствительности и устойчивости на основе метода обратной У-матр -

б.

цы, отличающиеся от известных высокой вычислительной эффективностью.

  1. Модифицированная формулировка критерия устойчивости Михайлова, которая в отличие от известной, не требует априорішх сведений о порядке характеристического полинома-исследуемой схемы.

  2. Спосббы построения частных и оооОщенных критериев оптиальности, позволяющие, в отличив от известных, Оолев гибко и корректно подходить к решению задачи мнгокритериальной параметрической оптимизации,, а также новый эффективный метод "логарифмизации переменных" для решения задачи параметрического синтеза и оптимизации электронных схем радиочастотных трактов.

Похожие диссертации на Разработка методов моделирования и оптимизации радиочастотных трактов радиотехнических устройств