Е.А. Силаев1

1 ПАО «Радиофизика» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Шумы источников колебаний гетеродинов вносят значительный вклад в шумы сигналов радиолокационных станций (РЛС). На больших дальностях это приводит к искажениям результатов обработки слабых отраженных сигналов в устройстве обработки сигналов. Одним из путей уменьшения шумов гетеродинов является применение в качестве источников опорных колебаний высокочастотных кварцевых генераторов (ВКГ) с низким уровнем шумов. Как показали исследования, для каждого конкретного гетеродина желательно использовать опорный генератор с параметрами, значения которых целесообразно вычислить аналитически, а не подобрать экспериментально.

Цель. Используя полученные в [20] выражения для спектральных плотностей мощности амплитудных и фазовых шумов, рассчитать кривые их распределения вдоль оси частот отстройки от центральной частоты колебаний ВКГ, а также получить среднеквадратические случайные отклонения фазы колебаний ВКГ и сравнить их с полученными численным интегрированием экспериментальных кривых амплитудных и фазовых шумов макета ВКГ [11].

Результаты. Получены экспериментальные и расчетные результаты для спектров амплитудных и фазовых шумов ВКГ. Рассчитан паразитный набег фазы колебаний как интеграл от выражения для спектральной плотности мощности фазовых шумов и как численный интеграл от кривой спектральной плотности мощности фазовых шумов, измеренной прибором. Проведен сравнительный анализ полученных данных.

Практическая значимость. Представленные теоретические и практические результаты позволяют более избирательно подходить к выбору параметров ВКГ для применения их в качестве источников колебаний гетеродинов.

Силаев Е.А. Шумы высокочастотных кварцевых генераторов. Ч. 2. Эксперимент и расчет // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 9.
С. 45-53. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202309-04

1. Букингем М. Шумы в электронных приборах и системах: Пер. с англ. М.: Мир. 1986.
2. Очков Д.С., Силаев Е.А., Формальнов И.С. Оценка интервалов когерентности радиотракта РЛС // Радиотехника. 2006. Т. 70. № 4. С. 36−38.
3. Очков Д.С., Силаев Е.А. Разработка приемо-передающих трактов когерентных РЛС // Технологии радиолокации. М.: Вече. 2010. С. 243−252.
4. Григорьев И.А. Оценка влияния флуктуаций гетеродинных сигналов когерентных РЛС на автокорреляционную функцию эхосигналов // Радиотехника. 2012. Т. 76. № 5. С. 69−73.
5. Макарычев Е.М., Григорьев И.А., Очков Д.С. Оценка влияния фазовых флуктуаций гетеродинных сигналов на результат оптимальной фильтрации ЛЧМ-сигналов в РЛС с когерентным накоплением импульсов // Радиотехника. 2019. Т. 83. № 4.
   С. 47−53. DOI: 10.18127/j00338486-201904-06.
6. Макарычев Е.М., Григорьев И.А., Очков Д.С. Оценка влияния аддитивных фазовых флуктуаций на результирующую спектральную плотность мощности фазовых флуктуаций на выходе радиолокационного приемника // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 4(7). С. 69−74. DOI: 10.18127/j00338486-202004(7)-08.
7. Силаев Е.А. Применение высокочастотных кварцевых генераторов для формирования опорных колебаний гетеродина РЛС миллиметрового диапазона волн // Материалы отраслевой науч.-технич. конф. НИИРП. М.: НИИРП. 1982.
8. Силаев Е.А. Формирование спектрально-чистого сигнала в электронике и метрологии // Метрология и измерительная техника в связи. 1998. № 2. С. 33−36.
9. Silaev E.A., Bogomolov D.V. Low noise ovenized quartz oscillator // Proc. of 52d IEEE IFCS. 1998. P. 349−352.
10. Патент РФ 2207705. Управляемый кварцевый генератор с умножением частоты высокой кратности / Силаев Е.А.
11. Патент РФ 110211. Высокочастотный кварцевый генератор / Силаев Е.А., Гуськов Ю.С.
12. Патент РФ 2439775. Высокочастотный кварцевый генератор / Гуськов Ю.С., Силаев Е.А.
13. Патент РФ 2498499. Высокочастотный многокварцевый генератор / Гуськов Ю.С., Силаев Е.А.
14. Григорьев И.А., Гуськов Ю.С., Силаев Е.А. Влияние ударных воздействий, синусоидальной и широкополосной случайной вибрации на фазовые шумы сигнала синтезатора частоты S-диапазона // Радиотехника. 2015. Т. 79. № 4. С.99−104.
15. Силаев Е.А. Влияние отрицательных температур на запуск и фазовые шумы высокочастотных кварцевых генераторов // Радиотехника. 2019. Т. 83. № 4. С. 54−59. DOI: 10.18127/j00338486-201904-07.
16. Романюк В.А., Яр Зар Хтун. Минимизация фазового шума микроволновых синтезаторов частоты выбором схем опорного генератора и ГУНа // Известия вузов. Электроника. 2014. № 3(107). С. 73−80.
17. Очков Д.С., Силаев Е.А., Формальнов И.С. Влияние значения частоты опорного сигнала на величину паразитного набега фазы кварцованного гетеродина // Радиотехника. 2007. Т. 71. № 4. С. 94−99.
18. Силаев Е.А. Сравнение экспериментальных и теоретических результатов при оценке паразитного набега фазы СВЧ-сиг-нала гетеродина когерентной РЛС // Радиотехника. 2014. Т. 78. № 1. С. 89−98.
19. Силаев Е.А. Амплитудные шумы высокочастотных кварцевых генераторов // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 4(7). С. 61−68. DOI: 10.18127/j00338486-202004(7)-07.
20. Силаев Е.А. Шумы высокочастотных кварцевых генераторов. Часть 1. Теория // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 10. С. 144−149. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202210-16.
21. Van der Pol B. The nonlinear theory of electric oscillations // Proc. of the Institute of Radio Engineers. September 1934. V. 22. № 9. P. 1051−1086.
22. Евтянов С.И. О связи укороченных уравнений с символическими // Радиотехника. 1946. Т. 1. № 1. С.68−79.
23. Евтянов С.И., Кулешов В.Н.  Флуктуации в автогенераторах // Радиотехника и электроника. 1961. Т. 6. Вып. 4. С. 496−506.
24. Жалуд В., Кулешов В.Н. Шумы в полупроводниковых устройствах / Под общ. ред. А.К. Нарышкина. Совместное советско-чешское издание. М.: Советское радио; Прага. SNTL. Изд-во техн. лит-ры. 1977.
25. Tolkachev A.A., Levitan B.A., Solovjev G.K., Veytsel V.V., Farber V.E. A megawatt power millimeter-wave phase-array radar // IEEE AES Systems Magazine. July 2000. V. 15. № 7. P. 25−31.
26. Патент РФ 2078556. Устройство для поиска и радиочастотного воздействия на биологически активные точки кожного покрова организма / Столетова О.Е., Голубков М.Г., Cилаев Е.А., Тарновский Я.Г., Жуков Д.С.
27. Яглом А.М. Корреляционная теория процессов со случайными стационарными n-ми приращениями // Математический сборник. 1955. Т. 37(79). № 1. С. 141−196.