WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Установлено, что время определения исходной (начальной) частоты ВТСП фильтра tОПРЕД в случае использования амплитудного метода составляет порядка 18 сек. При использовании модификации этого метода, использующего блок памяти раннее введенной частоты, это время сокращается до 2 сек. Время грубой настройки tГР.НАСТР., определяется тремя fш параметрами: частотой шага пьезодвигателя -, частотным интервалом f перестройки - F и величина перемещения по частоте за 1 шаг - F tгр.настр = (7) fш fш.

Время точной настройки tТОЧ.НАСТР. определяется временем инерционных процессов в пьезодвигателе tИН и временем отработки системой управления сигнала ошибки настройки tОШ. В низкочастотной части диапазона (менее 16 МГц) время инерционных процессов может достигать сек. С учетом всех факторов в таблице приведено расчетное время настройки fш для двух частот в шаговом режиме – 50 и 100 Гц при учете минимальных и максимальных затрат времени на инерционные процессы в пьезодвигателе и на этапе точной настройки.

Общее время настройки для нескольких частотных участков.

Диапазон Максимальное Минимальное Максимальное Минимальное перестройки общее время общее время общее время общее время F, МГц настройки (при настройки (при настройки настройки частоте шага 50 частоте шага 50 (при частоте (при частоте Гц) t, с Гц) t, с шага 100 Гц) t, шага 100 Гц) t, с с 8 – 12 48.26 9.36 47.63 8.12 – 16 50 11.1 48.5 9.16 – 20 53 14.1 50 11.20 – 24 31 27.1 42 10.24 – 28 49 35.1 33 19.28 - 32 75 61.1 46 32.Пятая глава содержит описание структурных схем и результаты лабораторных исследований систем управления, построенных исходя из требований и алгоритмов, сформулированных в предыдущих главах.

Были разработаны три системы управления, реализующие амплитудный и амплитудно-разностный методы настройки. В результате исследований установлено, что средняя относительная неточность настройки составила 33.2% от полосы пропускания. Максимальная неточность составила 970 Гц, при частоте ВТСП фильтра 24.5 МГц и полосе пропускания 2300 Гц. Среднее время настройки составило 61 сек.

В процессе испытаний установлено, что амплитудно-разностный метод точной настройки обеспечивает среднюю относительную (относительно полосы пропускания фильтра) неточность настройки 6.41%, максимальная ошибка составила 80 Гц при центральной частоте ВТСП фильтра 24 МГц и полосе пропускания 750 Гц. Среднее время настройки в пределах рабочего диапазона составило 30.4 сек. Однако используемый автогенераторный метод определения начальной частоты ненадежен и при работе давал сбои.

По результатам испытаний двух вышеописанных систем была предложена и реализована схема цифровой системы управления, в основу которой заложен модифицированный амплитудный метод поиска начальной частоты ВТСП фильтра, запоминающий предыдущую частоту рабочего канала, используемый на этапе определения начальной частоты фильтра на этапе грубой настройки и амплитудно-разностный метод на этапе точной настройки. В результате лабораторных испытаний выявлено, что средняя относительная неточность настройки составила 8.39%. Максимальная ошибка составила 140 Гц на частоте ВТСП фильтра 16 МГц и полосе пропускания 830 Гц. Среднее время настройки – 38.5 сек. Цифровая система управления выигрывает по времени и точности настройки у системы с амплитудным методом и выигрывает по надежности и удобству эксплуатации - у аналоговой системы, использующей в режиме точной настройки тот же амплитудно-разностный метод. При этом время и точность настройки у этих систем одного порядка.

Шестая глава посвящена результатам сопряжения и испытаний цифровой системы управления с ВТСП фильтром и РПУ типа “Катран” на объекте Заказчика (рисунок 10). В главе приводятся результаты испытаний и акт приемки работ, в котором подтверждены требуемые характеристики настройки и управления ВТСП фильтром в КВ диапазоне и высокая эффективность использования ВТСП фильтра совместно с системой управления для улучшения характеристик РПУ при работе в реальной помеховой обстановке. В частности, объединенная система ВТСП преселектора + система управления + радиоприемное устройство обеспечила требуемую настройку ВТСП преселектора по частоте приемника (не хуже 10 % от полосы пропускания преселектора).

Рисунок 10 - Фотография испытательного стенда системы преселектор + система управления + РПУ.

В приложении приводятся принципиальные электрические схемы разработанных систем управления перестраиваемым ВТСП фильтром.

Заключение:

1. В настоящее время разработан ряд перестраиваемых ВТСП фильтров, перекрывающих весь КВ диапазон, с характеристиками, недостижимыми при использовании традиционных технологий. Эти фильтры могут найти широкое применение как для преселекции сигнала (для повышения эффективности приемных устройств КВ диапазона), так и для согласования и настройки электрически малых вибраторных антенн КВ диапазона. Но, для эффективного использования всех достоинств этого фильтра необходима высокоточная система настройки, стабилизации и перестройки, осуществляющая управление таким фильтром в диапазоне частот от 1 до 30 МГц с точностью настройки порядка нескольких десятков герц.

2. На основе анализа существующих способов управления параметрами ВТСП фильтров установлено, что наиболее приемлемым для практического применения на данном этапе развития технологии является электромеханический способ управления частотой (и полосой) настройки ВТСП фильтра с помощью пьезодвигателя, расположенного в среде жидкого азота.

3. Предложены, обоснованы и исследованы несколько вариантов и способов построения высокоточной системы настройки, перестройки и стабилизации параметров ВТСП фильтров с электромеханической настройкой частоты.

4. Разработаны алгоритмы настройки, стабилизации и перестройки параметров узкополосного (с полосой 300 – 3000 Гц) ВТСП фильтра, позволяющие детализировать схемы управления параметрами ВТСП фильтра и улучшить точностные и временные параметры настройки.

5. По результатам проведенного теоретического и экспериментального исследований точностных и временных характеристик настройки обоснованы требования к характеристикам отдельных блоков и узлов системы настройки в разных вариантах их построения.

6. Спроектированные с использованием результатов теоретического и экспериментального исследования макеты аналоговой и цифровой системы управления позволили осуществить точность настройки ВТСП фильтра в несколько десятков герц на произвольную частоту КВ диапазона, что эквивалентно точности позиционирования деталей ВТСП фильтра порядка 10-3 – 10-2 мкм, с максимальным временем перестройки 40 – 100 сек.

7. Разработанный макет цифровой системы управления, был сопряжен с ВТСП преселектором, радиоприемным устройством КВ диапазона и проведены испытания эффективности всей системы в виде ВТСП преселектора, системы управления и приемного устройства на объекте Заказчика, получившие высокую оценку Заказчика. В конечном итоге удалось улучшить характеристики радиоприемного устройства по чувствительности на 3 дБ, по избирательности не менее 20 дБ при отстройке на 10 кГц от частоты настройки, по динамическому диапазону 3-го порядка на 17 дБ при отстройке ближайшей помехи на 30 кГц.

Публикации автора по теме диссертации:

1. Пономарев Л.И., Жуков А.С., Терёхин О.В., Соловьев Г.В., Прокопьев Т.В., Плесков В.В. Анализ возможности реализации ВТСП фильтров ВЧ диапазона и исследование их характеристик // Интернет-конференция «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», 2003.

2. Прокопьев Т.В., Плесков В.В. – Система управления перестраиваемым высокодобротным ВТСП фильтром. Тезисы докладов в сборнике научных трудов XII военно-научной конференции “Развитие теории и практики строительства и применения войсковой ПВО в системе вооруженной борьбы ВС РФ”, 2004.

3. Прокопьев Т.В. – Высокоточная система настройки и перестройки сверхузкополосного ВТСП фильтра. Тезисы докладов в сборнике научных трудов Всероссийской научно-технической конференции “Информационно - телекоммуникационные технологии”, 2004.

4. Пономарев Л.И., Прокопьев Т.В. – Система управления в широкой полосе частот сверхузкополосным ВТСП фильтром. Тезисы докладов в сборнике научных трудов III Международной научно – технической конференции “Физика и технические приложения волновых процессов”, 2004.

5. Прокопьев Т.В., Плесков В.В. – Перестраиваемый сверхузкополосный ВТСП фильтр с высокоточной системой управления. Тезисы докладов на Научнотехнической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 100-летию со дня рождения доктора технических наук, профессора, лауреата Государственной премии СССР, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР Михаила Самойловича Неймана, 2005.

6. Прокопьев Т.В. – Определение параметров перестраиваемого высокодобротного ВТСП контура. Тезисы докладов в сборнике научных трудов IV Международной научно – технической конференции “Физика и технические приложения волновых процессов”, 2005.

7. Пономарев Л.И., Прокопьев Т.В. – Управляемый высокодобротный ВТСП фильтр. Тезисы докладов в сборнике научных трудов IV Международной научно – технической конференции “Физика и технические приложения волновых процессов”, 2005.

8. Прокопьев Т.В. – Сверхузкополосный ВТСП фильтр перестраиваемый высокоточной системой управления. Тезисы докладов в сборнике научных трудов Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием “VIII Королевские чтения”, 2005.

9. Паршиков В.В., Пономарев Л.И., Прокопьев Т.В. – Управляемый высокодобротный фильтр, построенный на использовании высокотемпературной сверхпроводимости. Антенны, выпуск 12 (103), 2005.

10. Плесков В.В., Прокопьев Т.В., Иванов Е.Н. – Оценка точности настройки высокодобротного ВТСП фильтра. Антенны, выпуск 12 (103), 2005.

11. Прокопьев Т.В. – Определение параметров перестраиваемого высокодобротного ВТСП-фильтра на эффекте высокотемпературной сверхпроводимости. Антенны, выпуск 12 (103), 2005.

12. Паршиков В.В., Пономарев Л.И., Прокопьев Т.В., Терехин О.В. Использование ВТСП фильтров для настройки и перестройки электрически малых антенн.

Тезисы докладов в сборнике научных трудов VI Международной научно – технической конференции “Физика и технические приложения волновых процессов ”, 2007.

13. Паршиков В.В., Пономарев Л.И., Прокопьев Т.В., Терехин О.В. Использование высокодобротного ВТСП контура для настройки малогабаритных антенн.

Тезисы докладов в сборнике научных трудов XIV Международной научно – технической конференции “Радиолокация, навигация, связь”, 2008.

14. Паршиков В.В., Прокопьев Т.В. Высокоточная система настройки и управления высокодобротным ВТСП преселектором КВ диапазона. Тезисы докладов в сборнике научных трудов XIV Международной научно – технической конференции “Радиолокация, навигация, связь”, 2008.

15. Паршиков В.В., Пономарев Л.И., Прокопьев Т.В., Терёхин О.В. Устройство для автоматической настройки высокодобротного контура высокочастотного диапазона радиоприемника, Патент 53502, заявка №2005125960. Приоритет от 16.08.2005г.

16. Пономарев Л.И., Скородумов А.И., Паршиков В.В., Прокопьев Т.В. Терехин О.В. Перестраиваемая малогабаритная высокотемпературная сверхпроводящая антенна. Заявка на патент. Дата заявки: 19.07.2007г., входящий номер 029941, регистрационный номер 2007127494.

Публикации других авторов:

17. Высокодобротный контур высокочастотного диапазона / Л.И. Пономарев, А.Ю. Ганицев, А.С. Жуков, С.А. Павлов, А.Е. Парафин, В.В. Владимиров, А.Г.

Летяго, В.В. Паршиков // Патент на изобретение № 2170489 от 10 июля 2001г.

18. Диссертация Жукова А.С. Перестраиваемый узкополосный преселектор ВЧ диапазона. М., МАИ, 2003.

19. Диссертация Баринова А.Э. Исследование резонансных сверхпроводящих структур с сосредоточенными элементами для устройств СВЧ-электроники. М., МЭИ, 2001.

20. Active tuning of high frequency resonators and filters, Hui Xu, Erzhen Gao, Q.Y.Ma, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, vol.11, no.1, pp. 353-356.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»