350 руб
Журнал «Успехи современной радиоэлектроники» №6 за 2009 г.
Статья в номере:
Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволного и миллиметрового диапазонов и их применение. Часть 6. Исследования радиоимпульсных автодинов
Ключевые слова: автодин радиоимпульсный генератор система ближней радиолокации отраженный радиоимпульс автодинный отклик импульсная модуляция частотная модуляция спектр сигнала параметр искажений точечный объект многоточечная цель индекс модуляции
Авторы:
В. Я. Носков д. т. н., проф. кафедры технологии и средств связи УГТУ-УПИ (Уральский государственный техниче-ский университет); главный конструктор радиотехнических устройств объединения «ОКО» e-mail: noskov@oko-ek.ru С. М. Смольский д.т.н., проф. кафедры радиоприемных устройств Московского энергетического института (технического университета) (МЭИ); заместитель директора Института Радиотехники и Электроники МЭИ e-mail: smolskiySM@mail.ru
Аннотация:
В настоящей (шестой) части* общего обзора дано описание принципа действия гомодинных и автодинных интроимпульсных систем ближней радиолокации. Представлены результаты исследований процессов установления автодинного отклика при включении автодинного генератора. Получены основные соотношения для анализа автодинного отклика и определения уровня их искажений в зависимости от времени запаздывания отраженного излучения и параметров автоколебательной системы. Выполнен расчет и анализ особенностей автодинных сигналов радиоимпульсного генератора с различными законами частотной модуляции и без нее. Рассмотрен процесс установления автодинного отклика с учетом температурного выбега частоты генератора. Экспериментальные исследования выполнены на основе генераторных гибридно-интегральных модулей «Тигель-08» и «Тигель-08ЧМ» на слаботочных диодах Ганна. Намечены пути дальнейшего совершенствования автодинных приемопередающих модулей в гибридно-интегральном исполнении
Страницы: 3
Список источников
  1. Сколник М. Введение в технику радиолокационных систем: Пер. с англ. / под ред. К. Н. Трофимова. М.: Мир. 1965.
  2. Коган И. М. Ближняя радиолокация (теоретические основы). М.: Сов. радио. 1973.
  3. Пат. 3849778 (США). Импульсно-доплеровский взрыватель (приор. 08.03.1950 г.) / P. W. Redcay.
  4. Пат. 4194203 (США). Импульсно-доплеровский радиовзрыватель (приор. 14.02.1951 г.) / J. H. Kuck.
  5. Radar sensor for automobiles / M. Kiyoto, T. Kondoh, K. Ban, K. Shirahata // IEEE International solid-state circuits conference Philodelphia. 1974. № 2. P. 74-75.
  6. Заявка 55-19387 (Япония). Импульсный радиолокатор для предотвращения столкновений автомобилей.
  7. Пат. 4322722 (США). Импульсный СВЧ-датчик движения для обнаружения вторжения посторонних / P. J. Kozdon.
  8. Пат. 4697184 (США). Радиолокационная система обнаружения вторжения с амплитудной и частотной модуляцией несущей для исключения влияния целей на малом и большом расстояниях / J. Cheal, J. R. Fitzsimmons, E. J. Foley.
  9. Заявка 2390742 (Франция). Обнаружитель вторжения на эффекте Доплера, функционирующий в импульсном режиме с малым потреблением энергии.
  10. Заявка 2907315 (ФРГ). СВЧ-доплеровский радиолокационный датчик с импульсной модуляцией излучения / S. J. Jurgen.
  11. Леванон Н., Стремлер Ф., Суоми В. Новый подход к созданию малогабаритных радиолокационных высотомеров // ТИИЭР. 1974. № 6. С. 159-165.
  12. Авт. свид. 970974 (СССР). Радиовысотомер (Приор. 26.03.1980.) / В. Э. Иванов, М. И. Подобедов.
  13. A low cost, accurate, target detection device for altimetry and fuzing / T. O. Parkins, J. A. Teunas, A. J. Cann, M. R. Richmond, W. J. Bradley. IEEE MTT S, International Microwave Symposium Digest. 4-6 June. 1985. P. 155-158.
  14. Носков В. Я. Сверхрегенеративный обнаружитель и датчик дальности // Информационный листок № 523 92. Екатеринбург: ЦНТИ. 1992.
  15. Берштейн И. Л. Об одной схеме с автомодуляцией // Радиотехника. 1946. Т. 1. № 9. С. 63-66.
  16. Общие характеристики и особенности автодинного эффекта в автогенераторах / Е. М. Гершензон, Б. Н.Туманов, В. Т. Бузыкин, В. М. Калыгина, Б. И. Левит // Радиотехника и электроника. 1982. Т. 27. №1.С. 104-112.
  17. Богачев В. М., Лысенко В. Г., Смольский С. М. Транзисторные генераторы и автодины / под ред. В. М. Богачева. М.: МЭИ. 1993.
  18. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Ч. 2. Теоретические и экспериментальные исследования // Успехи современной радиоэлектроники. 2007. № 7. С. 3-33.
  19. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Ч. 3. Функциональные особенности автодинов // Успехи современной радиоэлектроники. 2007. № 11. С. 25-49.
  20. Сверхрегенераторы / М. К. Белкин, Г. И. Кравченко, Ю. Г. Скоробутов, Б. А. Стрюков / под ред. М. К. Белкина. М.: Радио и связь. 1983.
  21. Смольский С. М., Соловьев М. А. Малосигнальная теория транзисторного автодина с частотной модуляцией // Радиопередающие и радиоприемные устройства. Труды МЭИ. 1977. № 317. С. 12-14.
  22. Закарлюк Н. М. Особенности спектра сигнала в автодинном радиолокаторе с частотной модуляцией // Системы и устройства радиолокации, связи и управления. Свердловск. 1990. С. 67-68.
  23. Закарлюк Н. М. Спектр автодинного отклика генератора с частотной модуляцией. // Применение радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Сб. научныхтрудов. Харьков. ИРЭАНУкраины. 1991. С. 56-65.
  24. Komarov, I. V. and Smolskiy, S. M., Fundamentals of Short-Range FM Radar // Artech House, Norwood, MA. USA2003. 289 pages, HardcoverISBN1-58053-110-5.
  25. Воторопин С. Д., Остапенков П. С., Смольский С. М. Особенности практических измерений параметров перспективных радиолокационных частотно-модули­рованных ближних систем миллиметрового диапазона // Изв. вузов. Физика. 2006. Вып. 9. С. 99-103.
  26. Варавин А. В., Васильев А. С., Ермак Г. П., Попов И. В. Автодинный радиолокатор миллиметрового диапазона с линейной модуляцией частоты // Труды 18-й Междунар. Крымской микроволновой конф. «КРЫМИКО 2008». Севастополь. 2008.
  27. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Особенности сигнала автодинного радиолокатора с линейной частотной модуляцией // Радиовысотометрия-2007. Сб. трудов Второй НТК / под ред. А. А. Иофина, Л. И. Пономарева. Екатеринбург: ИД «Третья столица». 2007. С. 262-267.
  28. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Анализ автодинного эффекта генераторов с линейной частотной модуляцией // Изв. вузов. Физика. 2008. Вып. 6. С. 54-60.
  29. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Ч. 5. Исследования автодинов с частотной модуляцией // Успехи современной радиоэлектроники. 2009. № 3. С. 3-50.
  30. Jefford, P. А., Howes, M. S., Modulation schemes in low-cost microwave field sensor // IEEE Trans.1985. V. MTT-31, № 8. P. 613-624.
  31. Пат. 4313118 (США). СВЧ-датчик приближения / N.M. Calvin.
  32. Somekh, M. G., Richmond, W., Moroz, J., Lazarus, M. T., Development of pulsed selfoscilating mixer // Electron. Lett. 1980. V. 16, № 15. P. 597-599.
  33. Моросанов С. А. Об одном варианте автодинного устройства тревожной сигнализации с повышенным КПД // Методы и устройства формирования и обработки радиосигналов. М.: МЭИ. 1982. Вып. 579. С. 95-100.
  34. Авт. свид. 1290080 (СССР). Устройство сигнализации границы раздела нестационарных сред (приор. 22.05.1985) / И. И. Соколовский, А. В. Кравченко, В. Я. Крысь, В. Н. Привалов.
  35. Туманов Б. Н., Закарлюк Н. М. Импульсно-доплеровская автодинная система на диоде Ганна // Радиофизика и исследование свойств вещества.Омск. 1985. С. 41-46.
  36. Авт. свид. 1566941 (СССР). Радиолокационное устройство (Приор. 04.05.1988.) / В. Т. Бузыкин, С. Д. Воторопин, А. Ю. Клюев, В. Я. Носков.
  37. Бузыкин В. Т., Закарлюк Н. М., Носков В. Я. Простейший радиолокационный датчик защиты подъемных кранов от столкновений // Физика и техника миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн. Тез. докл. I Украинского симпозиума. Харьков: ИРЭ АН УССР. 1991. С. 83.
  38. Носков В. Я. Радиолокационный датчик охранного назначения // Информационный листок № 55692. Екатеринбург: ЦНТИ. 1992.
  39. Хатьков Н. Д., Шаньгина Л. И., Драцкий С. В. Автодинный СВЧ-датчик на диоде Ганна // IEEE Russia Conference: MIA ME`97. 1997. P. 33-35.
  40. Воторопин С. Д., Носков В. Я. Анализ режимов работы автодинных ГИС КВЧ на мезапланарных микромощных диодах Ганна // Изв. вузов. Физика. 2002. Вып. 2. С. 88-96.
  41. Дворников А. А., Уткин Г. М. Автодинные режимы радиоимпульсных автогенераторов // Сб. научн. трудов. М.: МЭИ. 1989. № 200.C. 97-102.
  42. Носков В. Я. Автодинный измеритель параметров движения отцепов на сортировочной горке // Применение радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов: Сб. научн. трудов. Харьков: ИРЭ АН Украины. 1992. С. 66-74.
  43. Закарлюк Н. М. Автодинный радиодальномер // Радиотехнические системы (навигации, связи), средства измерения и новые информационные технологии. Тез. докл. Красноярск. 1992. Ч. 1. С. 73-75.
  44. Носков В. Я., Веснин В. А., Воторопин С. Д., Красильников Ю. Л. Автодинные СВЧ-датчики для бесконтактных измерений и контроля // Материалы 2-й Крымской конф. «СВЧ-техника и спутниковый прием». Севастополь. 1992. С. 159-164.
  45. Воторопин С. Д.,Носков В. Я., Смольский С. М. Анализ автодинного эффекта радиоимпульсного генератора // Изв. вузов. Физика. 2008. Вып. 3. С. 64-70.
  46. Носков В. Я. Радиолокационный датчик для автономной системы управления грузовым парашютом // Радиотехнические системы (навигации, связи), средства измерения и новые информационные технологии. Тез. докл. Красноярск. 1992. Ч. 2. С. 56-57.
  47. Бузыкин В. Т., Веснин В. А., Закарлюк Н. М., Носков В. Я., Попко М. Г. Автодинный датчик для обнаружения объектов на неохраняемых железнодорожных переездах // Труды 5-й Крымской конф. «СВЧ-техника и спутниковые телекоммуникационные технологии». Севастополь. 1995. С. 563.
  48. Закарлюк Н. М. Исследование спектра сигнала импульсного автодина с ЧМ // Тез. докл. III Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии и электроника». Екатеринбург. 1999. С. 27.
  49. Бузыкин В. Т., Воторопин С. Д., Носков В. Я. Автодины миллиметрового диапазона на слаботочных диодах Ганна // Малошумящие генераторы СВЧ. Состояние разработок и перспективы применения в метрологии: Тез. докл. Всесоюзного совещания. Иркутск: НИИФТРИ. 1991. С. 44-45.
  50. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Ч. 1. Конструкторско-технологические достижения // Успехи современной радиоэлектроники. 2006. № 12. С. 3-30.
  51. Введенский Ю. В., Сюваткин В. С., Хрусталев А. А. Исследование фазовой стабильности колебаний в импульсных генераторах на диодах Ганна // Радиотехника и электроника. 1985. Т. 30.№ 10.С. 2063-2064.
  52. Венгер А. З., Полуэктов Ю. М., Якименко А. М. Об одной возможности снижения шумов генераторов на ЛПД и диодах Ганна // Радиотехника. 1980. № 2. С. 50-52.
  53. Радиотехнические цепи и сигналы / Д. В. Васильев, М. Р. Витоль, Ю. Н. Горшенков и др. / под ред. К. А. Самойло. М.: Радио и связь. 1982.
  54. Рубаник В. П. Колебания квазилинейных систем с запаздыванием. М.: Наука. 1969.
  55. Бычков С. И. Вопросы теории и практического применения приборов магнетронного типа.М.: Сов. радио. 1967.
  56. Артым А. Д. Теория и методы частотной модуляции.М. - Л.: Госэнергоиздат. 1961.
  57. Касаткин Л. В., Чайка В. Е. Полупроводниковые устройства диапазона миллиметровых волн. Севастополь: Вебер. 2006.
  58. Царапкин Д. П. Генераторы СВЧ на диодах Ганна. М.: Радио и связь. 1982.
  59. Давыдова Н. С., Данюшевский Ю. З. Диодные генераторы и усилители СВЧ. М.: Радио и связь. 1986.
  60. Введенский Ю. В., Андриянов А. В., Ермилов Э. А. Генератор когерентных наносекундных радиоимпульсов // Приборы и техника эксперимента. 1975. № 1. С. 114.
  61. Андриянов А. В., Сюваткин В. С. Переходные процессы в радиоимпульсных генераторах на диоде Ганна // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1978. Т. 21. С. 28-33.
  62. Plattner, A., Caspers, F., Nagel, U., Subnanosekundenpulse bei 35 GHz // Nachrichtentcehn. Z. 1981 34, № 6. P. 358-359.
  63. Воторопин С. Д, Закарлюк Н. М., Носков В. Я., Смольский С. М. О принципиальной невозможности самосинхронизации автодина излучением, отраженным от движущегося объекта // Изв. вузов. Физика. 2007. Вып. 9. С. 53-59.
  64. Туманов Б. Н., Бузыкин В. Т. Особенности автоколебаний в автодинных генераторах СВЧ // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ.1983. № 2. С. 3-9.
  65. Радиотехнические устройства СВЧ на синхронизированных генераторах / Н. Н. Фомин, В. С. Андреев, Э. С. Воробейчиков и др. / под ред. Н. Н. Фомина. М.: Радио и связь. 1991.
  66. Бузыкин В. Т., Носков В. Я. Исследование автодинных характеристик СВЧ-генераторов на полупроводниковых диодах // Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. 1992. № 7 (451). С. 9-14.
  67. Носков В. Я., Туманов Б. Н. Анализ автодинного сигнала для случая распределенной цели // Проблемы радиолокации протяженных объектов. Свердловск. УПИ. 1983. С. 108-112.
  68. Воторопин С. Д, Донсков С. В., Носков В. Я., Смольский С. М. Анализ автодинного сигнала от распределенного отражающего объекта // Труды 17-й Междунар. Крымской микроволновой конф. «КРЫМИКО 2007». Севастополь. 2007. С. 744-747.
  69. Авт. свид. 1826073 (СССР). Автодинный генератор (приор. 25.12.90.) / В. Т. Бузыкин, Н. М. Закарлюк, В. Я. Носков.
  70. Григулевич В. И., Иммореев И. Я. Радиоимпульсное преобразование частоты. М.: Сов. радио. 1966.
  71. Nеw direction-of-motion Doppler detector / M. J. Lazarus, F P. Pantoja, M. Somekh, at all / Electron. Lett. 1980. V. 16, № 25. P. 953-954.
  72. Авт. свид. 1639265 (СССР). Радиолокационное устройство (приор. 15.07.88.) / В. Т. Бузыкин, С. Д. Воторопин, Ю. Л. Красильников, В. Я. Носков.
  73. Авт. свид. 1706304 (СССР). Радиолокационное устройство (приор.29.12.89.) / В. Т. Бузыкин, Е. М. Гершензон, Ю. Л. Красильников, В. Я. Носков.
  74. Воторопин С. Д., Носков В. Я. Автодинный радиолокатор с определением направления движения отражающих объектов // Труды 16-й Междунар. Крымской микроволновой конф. «КРЫМИКО 2006». Севастополь. 2006. С. 888-890.
  75. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Анализ автодинного эффекта радиоимпульсного генератора с частотной модуляцией // Изв. вузов. Физика. 2008. Вып. 7. С. 80-89.
  76. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Сигналы автодинных СБРЛ с одновременной импульсной и частотной модуляцией //Сб. докладов XIV международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (RLNC-2008). Т. 3.Воронеж 2008. С. 1882-1891.
  77. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Особенности сигнала автодинной СБРЛ с одновременной импульсной и частотной модуляциейизлучениягенераторавслучаедвухточечногоотражающего объекта //Сб. докл. XIV Междунар. научн.-техн. конф. «Радиолокация, навигация, связь» (RLNC2008). Т. 3. Воронеж-2008. С. 1874-1881.
  78. Бузыкин В. Т., Носков В. Я., Туманов Б. Н. Исследование переходных процессов в автодинах на полупроводниковых СВЧ-генераторах // Радиофизика и исследование свойств вещества.Омск. 1984. С. 32-42.
  79. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Анализ температурных характеристик автодинных генераторов на диодах Ганна // Труды 18-й Междунар. Крымской микроволновой конф. «КРЫМИКО 2008». Севастополь. 2008.
  80. Барташевский Е. Л., Острейковский А. В., Привалов Е. Н. Контроль стабильности характеристик СВЧ-трактов с помощью автодина на диоде Ганна // Измерительная техника. 1985. № 10. С. 49-51.
  81. Бузыкин В. Т., Носков В. Я. Сравнительный анализ способов регистрации автодинного сигнала // Системы и устройства радиолокации, связи и управления. Свердловск: УПИ. 1990. С. 70-71.
  82. Воторопин С. Д., Носков В. Я. Приемопередающие модули на слаботочных диодах Ганна для автодинных систем // Электронная техника. Серия. СВЧ-техника. 1993. № 4 (458). С. 70-72.
  83. Носков В. Я. Регистрация автодинного сигнала в цепи питания СВЧ-генераторов на полупроводниковых диодах // В сб. «Радиопромышленность». 1993. № 5-6. С. 28-32.
  84. Егунов М. С., Воторопин С. Д. Приемопередающий модуль 5-мм диапазона длин волн с частотной модуляцией для систем ближней радиолокации // Техника и приборы СВЧ. 2008. № 1. С. 18-22.
  85. Воторопин С. Д., Носков В. Я. Автодинные минирадары КВЧ-диапазона // Труды 15-й Междунар. Крымской микроволновой конфер. «КРЫМИКО 2005». Севастополь. 2005. С. 937-938.
  86. Воторопин С. Д., Носков В. Я. Автодинные ГИС КВЧ на основе многомезовых планарных диодов Ганна // Труды 14-й Междунар. Крымской микроволновой конф. «КРЫМИКО 2004». Севастополь. 2004. С. 124-127.
  87. Воторопин С. Д, Носков В. Я., Ча В. А. Гибридно-интегральные автодинные датчики на мезапланарных диодах Ганна для систем ближней радиолокации // Труды 17-й Междунар. Крымской микроволновой конф. «КРЫМИКО 2007». Севастополь. 2007. С. 741-743.
  88. Артеменков С. Л., Смольский С. М. Стабилизация частоты автодинов дополнительным синхросигналом // Современные проблемы стабилизации частоты. М.: МЭИ. 1983. Вып. 8. С. 30-35.
  89. Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Применение внешней синхронизации для исследования внутренних свойств СВЧ-генераторов по их автодинным характеристикам // АПР-2008, Томск, ТГУ. Изв. вузов. Физика. №9/2. Приложение. Томск. 2008. С. 159-163.
  90. Полупроводниковые приборы. Сверхвысокочастотные диоды. Справочник / Б. А. Наливайко, А. С. Берлин, В. Г. Божков и др. / под ред. Б. А. Наливайко. Томск: МГП«РАСКО». 1992.