Радіофізичні принципи визначення параметрів об’єктів за значеннями узагальнених власних частот
Розробка фізичних принципів, математичного апарату та відповідних пристроїв для визначення параметрів широкого класу радіофізичних об'єктів. Концепція власних часів. Вимір діаграм спрямованості антен в умовах антенних полігонів з низькою безлунністю.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 21.11.2013 |
| Размер файла | 55,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Далі у дисертації наведені результати чисельного та реального експерименту, що підтвердили високу ефективність розробленого підходу.
У підрозділі 4.5 наведені результати розвитку концепції К-імпульсу для розв'язку задачі оцінювання значень товщин і . Особливістю підходу з'явилося використання інвертованої частотної залежності КВ, коли в виді узагальнених власних частот виступали нулі частотної залежності. Такий вибір обумовлений тими обставинами, що власні коливання шаруватих структур зі значеннями , меншими 16, в умовах реальних вимірювань у вільному просторі низькодобротні, це не дозволяє проводити ефективно розрізнення структур. Нулі для цього випадку навпаки мають високу добротність. Крім того, адитивна модель КВ містить тільки нулі без полюсів, тому запропонований підхід є єдино можливим у випадку вірності моделі такого класу.
Традиційне використовування вагових функцій в частотній області, для яких в часовій області спостерігаються П-імпульси, не є ефективним внаслідок ефекту Гіббса із-за скінченності числа коефіцієнтів, що підсумовуються. Було проведено порівняння інших вагових функцій. Функції Хеммінга та Кайзера показали високий ступінь ефективності. Для шаруватих структур легко провести виділення раннєчасової і пізнєчасової компонент, бо відповідна межа є час відбиття від нижньої межі розділу з врахуванням тривалості кожного імпульсу.
Чисельні експерименти показали, що для розглянутого класу задач на відміну від традиційної міри розрізнення слід використовувати модифіковану міру, яка формується як частка енергії пізнєчасової компоненти тривалістю, що співпадає з тривалістю раннєчасової компоненти, і енергії раннєчасової компоненти. Експериментальні дослідження показали переваги даного підходу для тонких шарів у порівнянні з методом квазірозв'язку без врахування перевідбивань.
Останній підрозділ присвячений експериментальному дослідженню випадку наявності канавок на поверхні зразка, циліндричності передньої поверхні. Для відстані від апертури до зразка в 10,5 см і використовуванні випромінювача у вигляді відкритого кінця хвилеводу наявність на поверхні шаруватого матеріалу канавок глибиною до 0,75 мм, зроблених з кроком 2, 4, 8 мм практично не впливає на точність оцінювання коефіцієнтів відбиття Френеля передньої межі розділу, якщо виміри проведено в діапазоні 17,4 - 25,9 ГГц. При використанні діапазону частот 26,0 - 37,5 ГГц канавки глибиною 0,75 мм призводять до значного ефекту. Дослідження впливу циліндричності поверхні було проведено для зразків з радіусами кривизни 350, 500, 600, 800 і 1000 мм. Зменшення кривизни призводило до зменшення значень КВ, що вимірялось. Наближення параксіальної оптики не дозволило стільки ж успішно описати явище, як у випадку плоских зразків.
Розділ 5 присвячений застосуванню концепції узагальнених власних частот для визначення радіофізичних параметрів ряду об'єктів. Існує проблема визначення КВ зразків у вільному просторі на одній частоті за даними вимірювань внесеного КВ при зміні відстані х0 від площини апертури до зразка. У залежностях внесеного КВ виразно спостерігалися биття, зумовлені перевідбиттям і відбиттям від інших об'єктів. Просте ділення результату вимірювання для зразка на результат вимірювання для об'єкту з еталонним КВ тягне істотну помилку оцінок КВ. Позитивний результат був отриманий шляхом обробки обох залежностей за допомогою методів параметричного спектрального аналізу з наступним діленням відповідних амплітуд основних спектральних компонент для кожної з залежностей. Такий підхід еквівалентний виділенню власних просторових частот. Для усунення складових, що поволі змінюються, до експери-ментальної залежності був застосований різницевий фільтр.
Адитивна модель КВ з урахуванням розходимості випромінювання припускає зміну в міру збільшення х0 значень КВ у максимумах та мінімумах частотної залежності КВ. На частоті 17,4 ГГц, що відповідає значенню частоти, близької до максимуму частотної залежності КВ, із зростанням х0 була експериментально отримана наростаюча залежність КВ. Для значення частоти, близької до мінімуму частотної залежності КВ (18,6 ГГц), була отримана характерна спадаюча залежність від відстані.
Порівняння частотної залежності, що було отримано за результатами одночастотних вимірів на сітці частот, з адитивною моделлю і моделлю у плоскохвильовому наближенні показали, що перша з них більш вірно відбиває реальні властивості хвилі.
У підрозділі 5.2 розглянуті питання виміру діаграм спрямованості антен в умовах антенних полігонів з низькою безлунністю. Основою метода є спектральний аналіз виміряної частотної залежності коефіцієнту передачі, тобто використання концепції власних часів полігону. Застосування методів параметричного спектрального аналізу з метою перетворення з частотної в часову область дозволяє обмежитися виміром сигналу у вузькій смузі частот, що дає перевагу перед використанням пікосекундних імпульсів. Виникає задача оцінювання показників і амплітуд експоненціальних функцій з дійсними показниками за наявності адитивно доданих експонент з комплексними показниками. Похибка у дійсній частині показника експоненти спричиняє значну похибку в оцінці амплітуди експоненціальної компоненти. Чисельні експерименти показали, що при оцінюванні амплітуди доцільно вважати дійсну частину показника такою, що дорівнює нулю. При цьому оцінка амплітуди наближено відповідає її істинному значенню у середині області зміни аргументу. Значення амплітуди для інших значень аргументу можуть бути оцінені з використанням оцінки показника експоненти.
Реальний експеримент був проведений для двох станів полігона: вихідного і з додатково введеним розсіювачем у вигляді металевої панелі. При зміні частоти всього на 20 МГц різність результатів вимірів досягала 14,2 дБ, а для двох станів полігона 14,3 дБ. Методи параметричного спектрального аналізу застосовувались до дійсної та уявної частин експериментальної залежності. За оцінку брався модуль оцінок, отриманих по дійсній та уявній частинам. Означений алгоритм дозволив добитися того, що різність значень ДС, зміряних при двох станах полігона, не перевищила 0,94 дБ.
Було досліджено підхід до побудови апаратурної реалізації вимірів такого класу. Використання схеми приймальника-перемножувача дозволило обмежитися виміром амплітудних характеристик в смузі частот з використанням принципу фур'є-голографії, тобто за наявності опорного сигналу. При цьому немає необхідності використовувати умови для інтервалів часу, оскільки корисний сигнал являє собою всього одну компоненту. Максимальний розкид діаграм спрямованості, отриманих з даних описаним методом, у діапазоні від 0 до -10 дБ склав менше 0,5 дБ, у діапазоні від -10 до -20 дБ - біля 3 дБ.
Концепція власних часів послужила розв'язку задачі локалізації неоднорідностей у радіотрактах. Експоненціальне подання для частотної залежності КВ дозволило побудувати алгоритм екстраполяції частотної залежності і перейти від даних у смузі частот до даних у смузі частот, починаючи з нульової частоти. Такий підхід відкрив можливість перейти від синтезу обвідної радіоімпульсу до синтезу відеоімпульсу, що забезпечило більш високу стійкість у порівнянні з оцінками методом Проні. Далі представлені результати синтезу ЧС з фазочастотної залежності для низки трактів, включаючи послідовне з'єднання атенюаторів.
У принциповому плані розглянуто застосування концепції власних товщин для визначення параметрів матеріалів при зміні товщини зразків і варіюванні відстані від зразка до металевого дзеркала, розташованого за зразком.
У підрозділі 5.5 розглянуто застосування концепції просторових резонансів об'єктів для їх розрізнення. Досліджений ряд мір розрізнення на основі використання коефіцієнтів характеристичного полінома. Підхід проілюстрований результатами розрізнення порожнистих циліндрів, розміщених на різноманітній глибині у шаруватій структурі.
У закінченні наведені основні результати та висновки.
антенний полігон безлунність пристрій
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ
1. Запропонована і обгрунтована концепція узагальнених власних частот (власних частот, часів, просторових частот, нулів, товщин), яка дозволила розв'язати значну прикладну проблему по ефективному визначенню за даними експериментальних досліджень параметрів різноманітних радіофізичних об'єктів, включаючи шаруваті діелектричні структури, НВЧ тракти телекомунікаційних систем, антенні системи в умовах наявності додаткових зовнішніх відбивань, підповерхневі об'єкти. Адекватним математичним апаратом визначення узагальнених частот є параметричні методи оцінювання спектральних параметрів, а не методи оцінки спектрів.
2. За умови використання в експоненціальній адитивній моделі суто уявних показників розроблено метод оцінювання спектральних параметрів, що забезпечує більш високі характеристики за розподілювальною здатністю і завадостійкістю у порівнянні з узагальненим методом пучка функцій, який є найбільш ефективним з існуючих методів параметричного спектрального аналізу, що знайшли практичне впровадження.
Алгоритм побудовано на основі мінімізації цільової функції, він передбачає поетапне нарощування порядку моделі з використанням блочної структури матриць, що входять в алгоритм, і проведення регуляризації квазівінеровського типу на відповідних етапах алгоритму за умови використання комплексних амплітуд в адитивній експоненціальній моделі.
Алгоритм дозволив включити у себе вагову обробку, що може бути адаптивною в залежності від етапу роботи: від вагової функції, що забезпечує максимальну область унімодальності цільової функції, до вагової функції, що забезпечує мінімальну дисперсію оцінок.
3. Наявність додаткових шумових фазових компонент гармонічної форми з амплітудою меншою 0,02 при використанні алгоритму оцінювання спектральних параметрів на основі методу Проні тягне помилку в оцінках не більш 1%. Вперше в межах методу Проні проведено дослідження впливу наявності квадратичної та кубічної фазових компонент.
Ефективність роботи алгоритму оцінювання спектральних параметрів на основі методу квадратичної інтерполяції результатів дискретного перетворення Фур'є істотно вище при проведенні вагової обробки. Вікна на основі атомарних функцій показали свою ефективність у випадку допустимих помилок оцінок до 10%, для менших рівнів помилок вони не перевищують результати, що досягнуто при використанні вікон Хеммінга.
4. Голографічний підхід з трьома опорними дільницями є методологічною базою вимірювачів комплексного коефіцієнта відбиття на базі дванадцятиполюсної концепції. Такий підхід дозволив замінити розв'язок системи квадратних рівнянь системою лінійних рівнянь. Це відкрило можливість порівняння стійкості різноманітних схем вимірювачів на основі аналізу числа зумовленості і використати методи регуляризації на основі принципу узагальненої нев'язки, що дозволило формалізувати процедуру пошуку параметру регуляризації і тим самим забезпечити більш достовірні результати. У схемі дванадцятиполюсного вимірювача на основі хрестоподібного сполучення хвилеводів був експериментально реалізований вибір параметру регуляризації за даними калібрувальних вимірювань при вимірюванні коефіцієнтів відбиття менших 0,2.
5. Частотна комплекснозначна залежність може бути відновлена з амплітудної частотної залежності суми досліджуваної залежності і сукупності опорних сигналів, що носять -подібний характер у часовій області. Умовою відновлення є скінченність тривалості імпульсної функції досліджуваної залежності частотної і перевищення часового інтервалу від будь-якого опорного імпульсу до початку імпульсної функції. Часове вікно, яке збігається за формою з функцією Баттерворта, показало високу ефективність при виділенні взаємокореляційної і автокореляційної функцій з синтезованого часового сигналу. Відновлена комплекснозначна залежність володіє найбільшим ступенем збігу при формуванні її модуля з автокореляційної, а фази з взаємокореляційної функції. Можливість відновлення базується на процедурі калібровки на відбиття від металевого дзеркала. Запропоновано декілька схем первинних НВЧ перетворювачів, що реалізують розроблений підхід.
6. Нові фізичні принципи дозволили розв'язати значну прикладну проблему і створити низку вимірювально-обчислювальних комплексів РИМЧ-02-05. Досліджені їх точностні характеристики, просторова фронтальна розділювальна здатність. Показано, що практична реалізація скалярної рефлектометрії з додатковими опорними сигналами забезпечує дещо більшу точність одержання часових сигналів, ніж 12-полюсна рефлектометрія з використанням хрестоподібного хвилеводного перетворювача.
7. Експериментально показано, що у випадку використання випромінювання з відкритого кінця хвилеводу або рупору у діапазонах частот 26,0-37,5 ГГц, як і у діапазоні 17,4-25,9 ГГц, більш точний опис коефіцієнта відбиття у порівнянні з плоскохвильовою моделлю забезпечує адитивна модель, що враховує розбіжність хвилі, яка випромінюється. Цей висновок підтверджено як багаточастотними вимірами, так і вимірами на одній частоті з використанням концепції просторових частот.
8. Розроблено метод відновлення кусково-сталого профілю діелектричної проникності шаруватої структури на базі пошуку мінімуму цільової функції у вигляді нев'язки адитивної моделі коефіцієнта відбиття, до якої входять власні часи структури, і експериментальних даних. Показано, що цільова функція при використанні даних про модуль коефіцієнта відбиття або однієї з його квадратурних компонент має додаткові глобальні мінімуми, що ускладнює пошук параметрів, які цікавлять, шляхом оптимізації. Для малих товщин цільова функція набуває деформованого характеру, що свідчить про нееквівалентність інформації у комплексному коефіцієнті відбиття і його модулі, що стверджувалося у роботах Гласко В.Б. і Худака Ю.І. Використання інформації тільки про фазочастотну характеристику тягне побудову багатоекстремальної цільової функції, що містить відомості тільки про електричні товщини. Розроблено метод врахування малих перевідбивань. Дієздатність запропонованого методу протестована на реальних зразках шаруватих діелектричних структур.
9. Запропоновано використовувати метод К-імпульсу для визначення параметрів шаруватих діелектричних структур. Особливістю цього підходу є використання інвертованої частотної характеристики коефіцієнта відбиття, що дозволяє проводити розрізнення на основі аналізу нулів, як різновиду узагальнених власних частот. Проведено порівняльний аналіз ряду кількісних мір розрізнення. Розроблений метод дозволив визначати параметри більш тонких шарів ніж метод квазірозв'язку без врахування перевідбивань.
10. Встановлені ефекти наростання або спадання КВ із зростанням відстані в залежності від того, чи проводять вимірювання КВ на частоті, відповідній максимуму або мінімуму його частотної залежності, при визначенні локального коефіцієнту відбиття на основі параметричного спектрального аналізу залежності внесеного коефіцієнта відбиття, зміряного на одній частоті при варіюванні відстані від площини апертури до зразку. Це дозволило підвищити вірогідність виміру коефіцієнтів відбиття у ближній зоні випромінювача.
11. Розроблено метод вимірювання діаграм спрямованості антен в умовах антенних полігонів з низькою безлунністю на основі спектрального аналізу частотної залежності комплексного коефіцієнта передачі. Підхід поширений на обробку даних вимірювань тільки амплітудних вимірів у присутності опорного сигналу. Ця ідея реалізована за допомогою спеціального пристрою. Відпрацьовані методи калібровки, що дозволили зменшити нерівномірності частотної залежності генерації. Метод протестований на даних реального експерименту.
12. Підвищено ефективність розрізнення підповерхневих об'єктів за їхніми просторовими характеристиками розсіювання за рахунок використання в мірах розрізнення коефіцієнтів лінійного передбачення (коефіцієнтів характеристичного поліному), які несуть інформацію про просторові частоти.
13. Показано, що для НВЧ трактів телекомунікаційних систем тривкі результати по локалізації неоднорідностей в них доцільно одержувати на основі екстраполяції результатів вимірів за допомогою моделей лінійного передбачення з наступним спектральним аналізом, що дозволяє переходити від синтезу обвідної радіоімпульсу до синтезу відеоімпульсних сигналів.
ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ
Борулько В.Ф., Дробахин О.О., Славин И.В. Многочастотные СВЧ неразрушающие методы измерения параметров слоистых диэлектриков: Учебное пособие. - Днепропетровск: Изд-во ДГУ, 1992. - 120 с.
Дробахин О.О., Клименко А.Д. Применение методов спектрального анализа в антенных измерениях // Известия вузов. Радиоэлектроника. -1997. Т.40. - № 9. - С.21-28.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. Разрешающая способность спектрального анализа методом максимального правдоподобия // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1998. - Т.41. - № 2. С. 3-11.
Андpеев М.В., Боpулько В.Ф., Дpобахин О.О. О выборе весовой функции при решении обратной задачи для слоистых диэлектрических структур с использованием квазирешения // Вісник Дніпропетровського університету. Фізика. Радіоелектроніка. - 1998. - Вип. 2. - С. 3-11.
Барташевский Е.Л., Борулько В.Ф., Дробахин О.О., Карлов В.А., Славин И.В., Турчин А.А., Шовкопляс А.В. Радиоимпульсный рефлектометр миллиметрового диапазона // Приборы и техника эксперимента. - 1990. - № 3. - C.229.
Барташевский Е.Л., Борулько В.Ф., Дробахин О.О., Славин И.В., Турчин А.А., Чернорот О.Н., Шовкопляс А.В. Измерительно-вычислительный комплекс РИМЧ-02 // Дефектоскопия. - 1991. - № 1.- С. 86-89.
Борулько В.Ф., Васильев А.Б., Дробахин О.О., Дьяконова О.А., Лебедева М.И. Измерительно-вычислительный комплекс РИМЧ-03 многочастотного радиоволнового неразрушающего контроля // Дефектоскопия. - 1993.- № 4. - С. 65-69.
Дробахин О.О. К оценке детерминированной компоненты погрешности в методе синтезирования огибающей радиоимпульса // Дефектоскопия. - 1994. - № 8. - С. 56-63.
Борулько В.Ф., Дробахин О.О., Карлов В.А. Измерительно-вычислительный комплекс РИМЧ-04 для неразрушающего контроля слоистых диэлектриков // Дефектоскопия. - 1993. - № 6. - С. 70-78.
Дробахин О.О., Салтыков Д.Ю. Контроль параметров слоистых диэлектрических структур многочастотными методами в диапазоне 126,6-145,4 ГГц // Дефектоскопия. - 1999. - №4. - С. 31-36.
Дробахин О.О. Определение зависимости амплитуды отраженного импульса в методе синтезирования огибающей радиоимпульса // Дефектоскопия. - 1994. - № 8. - С. 48-55.
Дробахин О.О. Восстановление комплексного коэффициента отражения слоистых структур по данным измерений амплитудных характеристик отражения на многих частотах // Дефектоскопия. - 1999. - №4. - С. 37-46.
Борулько В.Ф., Дробахин О.О., Салтыков Д.Ю., Славин И.В., Васильев А.Б., Мякинькова Л.В., Рапопорт Д.А. Контроль параметров слоистых диэлектрических композиционных структур на основе метода синтезирования временных сигналов // ПТО. - 1991. - № 9-10. - С. 65-68.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. Применение концепции квазирешения для определения параметров слоистых диэлектрических структур по данным измерений характеристик отражения на многих частотах. I // Дефектоскопия. - 1995. - № 12. - С.41-50.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О., Киричко А.И. Применение концепции квазирешения для определения параметров слоистых диэлектрических структур по данным измерений характеристик отражения на многих частотах. II // Дефектоскопия.- 1995.- № 12.-С.51-63.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. Сравнительный анализ информационных возможностей методов многочастотного радиоволнового контроля слоистых диэлектрических структур с использованием квазирешения // Дефектоскопия. - 1996. - № 2. - С. 78-86.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. Применение концепции квазирешения для определения параметров слоистых диэлектрических структур по данным измерений характеристик отражения на многих частотах. III // Дефектоскопия. - 1996. - № 6. - С. 70-81.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. Применение концепции квазирешения для оценки параметров многослойных диэлектрических структур по характеристике отражения, измеренной на сетке дискретных частот // Дефектоскопия. - 1996. - № 9. - С. 47-60.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. О реализации метода квазирешений при определении параметров слоев диэлектрических слоистых структур. I // Дефектоскопия. - 1996. - № 9. - С. 61-72.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. О реализации метода квазирешений при определении параметров слоев диэлектрических слоистых структур. II // Дефектоскопия. - 1997. - № 3. - С. 39-53.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. Учет переотражений при определении параметров слоев диэлектрических слоистых структур методом квазирешений на основе аддитивной модели коэффициента отражения // Дефектоскопия. - 1997. - № 3. - С.54-62.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. Экспериментальные исследования метода квазирешений для определения параметров слоев диэлектрических слоистых структур // Дефектоскопия. - 1997. - № 4. - С.70 -78.
Беличенко Я.В., Дробахин О.О. Определение коэффициента отражения в свободном пространстве с использованием методов спектрального анализа // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1998. - Т. 41. - № 1. - С. 33-40.
Дробахин О.О., Клименко А.Д. Определение диаграмм направленности в условиях антенных полигонов с низкой безэховостью // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1998. - Т. 41. - № 1. - С. 20-27.
Дробахин О.О. Автоматизация процесса распознавания сигналов дефектоскопа на основе модели линейного предсказания // Дефектоскопия. 1985. - № 10. - С.64-67.
Дробахин О.О. Синтезирование временных сигналов как метод решения обратной задачи для слоистых сред // Электродинамика и устройства СВЧ. - Днепропетровск: ДГУ. - 1991. - С. 15-20.
Дробахин О.О. О некоторых применениях метода Проуни в антенных измерениях // Расчет и измерения характеристик объектов СВЧ техники. -Днепропетровск: ДГУ. - 1988. - С. 21-27.
А.С. 1483392 СССР, МКИ G 01 R 27/06. Рефлектометр / О.О.Дробахин (СССР). - № 4234118/24-09; Заявлено 22.04.87; Опубл. 30.05.1989, Бюл. № 20. - 3 с.
А.С. 1485150 СССР, МКИ G 01 R 27/06. Временной рефлектометр/ О.О.Дробахин (СССР). - № 4234117/24-09; Заявлено 22.04.87; Опубл. 07.06.1989, Бюл. № 21. - 3 с.
Андpеев М.В., Боpулько В.Ф., Дpобахин О.О. Опpеделение паpаметpов слоистых диэлектpических стpуктуp методами минимизации целевой функции // Матер. 3-й Кpымской конфеp. "СВЧ-техника и спутниковый пpием". - Том 2. - Севастополь: Вебер. - 1993. - С. 176-180.
Andreev M.V., Borulko V.F., Drobakhin O.O. The Solution of the Inverse Problem for Multilayered Dielectric Structures // Proc. of Int. Symp. "Physics and Engineering of Millimeter and Submillimeter Waves". - Vol. 1. - Kharkov (Ukraine). - 1994. - P. 42-45.
Drobakhin O.O., Gerasimenko V.V., Kudeliya R.O., Levakin A.A. Object Discrimination by Means of Complex Natural Resonances Values // Conf. Proc. "Physics and Engineering of Millimeter and Submillimeter Waves". - Vol.4.- Kharkov (Ukraine). - 1994. - P.728-730.
Andreev M.V., Borulko V.F., Drobakhin O.O. Inversion of One-Dimensional Reflecting Data of Multilayered Structures Using Quasisolutions // Proc. of Int. Conf. "Mathematical Methods in Electromagnetic Theory". - Kharkov (Ukraine). - 1994. - P. 7-10.
Drobakhin O.O.,Saltykov D.Yu. 1-D Inverse Problem Solution for Multilayered Dielectric Structures using K-signal Conception // Conf. Proc. MMET-96. - Lviv (Ukraine). - 1996. - P.432-435.
Andreev M.V., Borulko V.F., Drobakhin O.O. One-dimensional Inverse Problem Solution for Multilayered Dielectric Structures Using Least Square Spectral Estimation Method // Proc. of the 15th URSI Int. Symp. on Electromagnetic Theory. - St.Petersburg (Russia). - 1995. - P.148-150.
Drobakhin O.O., Borulko V.F., Karlov V.A., Andreev M.V., Saltykov D.Yu. Multifrequency Methods and Apparatus for Transmission Line and Dielectric Material Testing in Microwave Range // Proc. of 5th Int. Symp. on Recent Advances in Microwave Technology. - Vol. 2. - Kiev (Ukraine). - 1995. - P.570-573.
Дробахин О.О., Салтыков Д.Ю., Борулько В.Ф., Карлов В.А., Андреев М.В., Беличенко Я.В., Клименко А.Д., Короткая В.Г. Использование многочастотных методов измерений для оценки качества СВЧ трактов спутниковых систем связи // Труды 2-й Международной конференции "Спутниковая связь". -Тoм. 2. -М.: МЦНТИ.-1996.-С. 96-107.
Drobakhin O.O., Karlov V.A. Holographic Approach to Microwave Measurements // Proc. of the 16th URSI Int. Symp. on Electromagnetic Theory. - Vol. 1. - Thessaloniki (Greece). - 1998. - P.109-111.
Drobakhin O.O. Regularization of Data Processing in Six-Port Reflectometry Proc. of Int. Conf. "Mathematical Methods in Electromagnetic Theory". - Vol. 1. Kharkov (Ukraine). - 1998. - P.442-443.
Drobakhin O.O. Principle of Fourier Holographic Processing in Multifrequency Microwave Measurements // Proc. of Int. Conf. "Mathematical Methods in Electromagnetic Theory". - Vol. 1. - Kharkov. - 1998. - P.453-455.
Дробахин О.О. О применении принципа голографической записи информации для синтезирования временных сигналов по данным многочастотных измерений // Тез. докл. 6 Всесоюзн. конф. по голографии. Витебск: ВТИ. - 1990. - C. 150.
Дробахин О.О.,Салтыков Д.Ю., Подковырин Ю.В., Хомина И.В. Контроль методом синтеза огибающей радиоимпульса слоистых диэлектрических структур с неплоскими границами // Тез.докл.I Укр.нац.конф. "Техническая диагностика и неразрушающий контроль в Украине". - Днепропетровск: КБЮ. - 1994. - C. 79-80.
Андреев М.В., Борулько В.Ф., Дробахин О.О. О спектральном оценивании с сегментированием входных данных // Тез. докл. Междун. конф. "Теория и техника передачи, приема и обработки информации". - Туапсе: ХТУРЭ. - 1995. - С. 36.
Drobakhin O.O., Borulko V.F., Andreev M.V., Belichenko Ya.V., Klimenko A.D. Using Spectral Estimation Methods for External Problems of Microwave Measurements // Digest of Conference on Precision Electromagnetic Measurements. - Braunschweig (Germany). - 1996. - P. 204-205.
Drobakhin O.O., Borulko V.F., Karlov V.A. Millimeter Apparatus for Transmission Line and Dielectric Material Measurements by Multifrequency Method Digest of Conference on Precision Electromagnetic Measurements. - Braunschweig (Germany). - 1996. - P. 598-599.
Дробахин О.О., Киричко А.И. Особенности спектрального анализа с помощью метода Прони // Тез. докл. Междун. конф. "Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов". - Киев: КИИГА. - 1992. - С. 52-53.
Анотації
Дробахін О.О. Радіофізичні принципи визначення параметрів об'єктів за значеннями узагальнених власних частот. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальностями: 01.04.01 - фізика приладів, елементів і систем; 01.04.03 - радіофізика. - Харківський державний університет, Харків, 1999.
Дисертацію присвячено розробці методів визначення параметрів (розмірів, значень діелектричної проникності, коефіцієнтів відбиття, значень діаграм спрямованості, параметрів неоднорідностей) об'єктів (шаруватих діелектричних структур, неоднорідностей в них, а також в трактах телекомунікаційних систем, антен) і їх реалізації у вигляді вимірювальних систем. Ефект досягнуто за рахунок використання узагальнених власних частот (частот нулів, власних часів, просторових частот, власних товщин), що найбільш адекватні розв'язку конкретної задачі. Розвинуто математичні методи для визначення власних частот (спектральних параметрів) з підвищеною розділювальною здатністю і завадостійкістю. Побудовано клас НВЧ приладів для вимірювання на багатьох частотах з використанням принципів фур'є-голографії при наявності декількох опорних сигналів і принципів голографії з трьома опорними дільницями.
Ключові слова: спектральні параметри, голографія, коефіцієнт відбиття, багаточастотні методи.
Дробахин О.О. Радиофизические принципы определения параметров объектов по значениям обобщенных собственных частот - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальностям: 01.04.01 - физика приборов, элементов и систем; 01.04.03 - радиофизика. - Харьковский государственный университет, Харьков, 1999.
Диссертация посвящена разработке методов определения параметров (геометрических размеров, значений диэлектрической проницаемости, коэффициентов отражения (КО), значений диаграмм направленности, параметров неоднородностей) объектов (слоистых диэлектрических структур, неоднородностей в них, а также в трактах телекоммуникационных систем, антенн) и их реализации в виде измерительных комплексов.
В основу подхода положено использование обобщенных собственных частот (собственных частот, частот нулей, собственных времен, пространственных частот, собственных толщин), которые наиболее адекватны решению конкретной задачи. Развиты математические методы для определения собственных частот (спектральных параметров) с повышенной разрешающей способностью и помехоустойчивостью.
Разработаны физические принципы измерения зависимостей комплексних КО и прохождения на многих частотах в свободном пространстве с использованием принципов фурье-голографии при наличии нескольких опорных сигналов, которые во временной области имеют импульсный характер. Это позволило применить в качестве излучателей рупорные антенны и получать синтезированные временные сигналы для структур, расположенных на больших расстояниях от плоскости апертуры без потери чувствительности к КО, которая была достигнута при использовании излучателя в виде открытого конца волновода. Частотные зависимости комплексного КО предложено получать на основе выделения временными окнами автокорреляционной и одной из взаимо-корреляционных (наиболее значимой) функций синтезированной временной зависимости. Анализ 12-полюсных измерителей комплексного КО на основе принципов голографии с тремя опорными участками позволил получить искомые параметры на основе решения системы линейных уравнений с применением метода обобщенной невязки. Такой подход послужил процессу формализации поиска параметра регуляризации и повышению достоверности оценок. Указанные принципы были положены в основу разработки серии измерительно-вычислительных комплексов.
Методы на основе принципа поиска квазирешения и понятия о собственных временах структуры применены для восстановления одномерного кусочно-постоянного профиля диэлектрической проницаемости слоистых диэлектрических структур. Проанализированы особенности метода при использовании информации только о модуле КО или только о его фазе, одной из компонент частотной зависимости, квадратурных компонентах временного сигнала, его огибающей. Был проанализирован вариант концепции К-импульса при условии использования нулей частотной зависимости КО, как наиболее адекватной для этой задачи формы обобщенных собственных частот. Экспериментально были изучены случаи негладкой передней поверхности образцов, цилиндричности поверхностей. КО на одной частоте оценивались на базе анализа пространственных частот зависимости, полученной при варьировании расстояния между апертурой и структурой. Разработан подход к измерению диаграмм направленности антенн в условиях антенных полигонов с низкой безэховостью путем спектрального анализа частотной зависимости как комплекснозначной, так и сугубо действительной, но при наличии опорного сигнала. Развиты методы обработки, которые способствуют уменьшению влияния неоднородности частотной характеристики генерации. Коэффициенты характеристического полинома, корни которого являются собственными пространственными частотами, были использованы для повышения эффективности различения неоднородностей в слоистых структурах. Локализация неоднородностей в трактах телекоммуникационных систем была осуществлена на основе извлечения значений собственных времен путем спектрального анализа измеренной частотной зависимости КО и проведения экстраполяции за пределы полосы измерений.
Ключевые слова: спектральные параметры, голография, коэффициент отражения, многочастотные методы.
Drobakhin O.O. Radiophysical principles of object parameter determination using generalized natural frequencies. - Manuscript.
Thesis for a doctor's degree by specialties 01.04.01 - physics of devices, elements and systems; 01.04.03 - radiophysics. - Kharkiv State University, Kharkiv, 1999.
The dissertation is devoted to development of object parameter determination methods and corresponding devices. The objects are layered dielectric structures, antennas, discontinuities in communication lines. The parameters are sizes, dielectric constants, values of antenna pattern, reflection coefficients. The main idea of the approach is use of generalized natural frequencies such as poles, zeros, natural thickness, natural times and space frequencies those are the most adequate to the concrete problem. Stable mathematical method of natural frequencies (spectral parameters) estimation with high resolution has been developed. Principles of Fourier-holography with a few reference pulse signals and holography with three references are the basis of complex reflection and transmission coefficient reconstruction at many frequencies.
Key words: spectral parameters, holography, reflection coefficient, multifrequency method.
Размещено на Allbest.ur
Подобные документы
Вплив зовнішнього магнітного поля на частоту та добротність власних мод низькочастотних магнітопружних коливань у зразках феритів та композитів з метою визначення магнітоакустичних параметрів та аналізу допустимої можливості використання цих матеріалів.
автореферат [1,4 M], добавлен 11.04.2009Проектування електричної мережі напругою 330/110/10 кВ. Вибір перетину і марки проводів повітряних ліній за значенням навантаження на кожній ділянці, визначення параметрів схем заміщення. Визначення потужності трансформаторів підстанцій ПС1 і ПС2.
курсовая работа [425,8 K], добавлен 14.03.2016Визначення параметрів синхронної машини. Трифазний синхронний генератор. Дослід ковзання. Параметри обертання ротора проти поля статора. Визначення індуктивного опору нульової послідовності, індуктивних опорів несталого режиму статичним методом.
лабораторная работа [151,6 K], добавлен 28.08.2015Визначення теплового навантаження району. Вибір теплоносія та визначення його параметрів. Характеристика котельного агрегату. Розрахунок теплової схеми котельної. Розробка засобів із ремонту і обслуговування димососу. Нагляд за технічним станом у роботі.
курсовая работа [8,5 M], добавлен 18.02.2013Визначення коефіцієнтів у формі А методом контурних струмів. Визначення сталих чотириполюсника за опорами холостого ходу та короткого замикання. Визначення комплексного коефіцієнта передачі напруги, основних частотних характеристик чотириполюсника.
курсовая работа [284,0 K], добавлен 24.11.2015Призначення та склад системи електропостачання стаціонарного аеродрому. Схеми електричних мереж і аеродромні понижуючі трансформаторні підстанції. Визначення розрахункового силового навантаження об’єктів електропостачання аеропорту, їх безпечність.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 22.09.2011Розрахунок стержневого трансформатора з повітряним охолодженням. Визначення параметрів і маси магнітопроводу, значення струму в обмотках, його активної потужності. Особливості очислення параметрів броньового трансформатора, його конструктивних розмірів.
контрольная работа [81,7 K], добавлен 21.03.2013Методика визначення коефіцієнту корисної дії та корисної потужності газотурбінної установки без регенерації тепла з ізобарним підведенням тепла за параметрами. Зображення схеми ГТУ без регенерації і з нею, визначення витрати палива з теплотою згорання.
курсовая работа [178,3 K], добавлен 26.06.2010Розробка структурної схеми СЕП відповідно до вихідних даних. Побудова добових і річних по тривалості графіків навантажень для підстанцій об’єктів. Визначення числа і потужності силових трансформаторів і генераторів на підстанціях. Розподільні мережі.
курсовая работа [537,7 K], добавлен 24.02.2009Визначення динамічних параметрів електроприводу. Вибір генератора та його приводного асинхронного двигуна. Побудова статичних характеристик приводу. Визначення коефіцієнта форсування. Розрахунок опору резисторів у колі обмотки збудження генератора.
курсовая работа [701,0 K], добавлен 07.12.2016
