Хаотичні автоколивання в широкосмугових генераторах із затримкою та амплітудною нелінійністю - Автореферат

Національна академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукІснування хаотичних режимів зі складною внутрішньою динамікою в таких системах є нині твердо установленим фактом, однак, питання вибору виду нелінійності та аналізу впливу її параметрів на властивості хаотичних автоколивань потребують детального вивчення. Таким чином, основний інтерес при дослідженні автоколивальних систем із затриманим зворотним звязком та амплітудною нелінійністю в режимі генерації динамічного хаосу полягає в розгляді впливу параметрів нелінійного елемента на характеристики автоколивальних режимів. Внаслідок необхідності отримання складних сигналів з рівномірним спектром в широкому діапазоні частот представляє інтерес вивчення питань, повязаних з одержанням рівномірної спектральної густини хаотичних автоколивань у системах з затримкою. У дисертаційній роботі запропоновано метод згладжування нерівномірності спектрального складу хаотичних автоколивань в таких системах на основі введення амплітудно-залежної затримки. Усикова НАН України: "Розроблення нових методів хаотизації нелінійних електронних систем з метою вивчення можливості побудови широкосмугових генераторів стохастичних коливань та їх використання в радіотехнічних системах" (шифр «Триплет», номер держреєстрації 0194U031133), "Динамічний хаос у радіофізичних та електронних системах з нелінійним перетворенням хвиль на границях і його використання" (шифр «Контакт», номер держреєстрації 0196U006107), "Електродинаміка відкритих структур, розробка джерел та радіосистем, в тому числі шумових, міліметрового та субміліметрового діапазонів" (шифр «Старт», номер держреєстрації 0100U006442), "Методи генерації, випромінювання і обробки хаотичних сигналів та їх застосування в системах ближньої радіолокації і звязку" (шифр «Варіант», номер держреєстрації 0103U002261), "Методи та засоби дослідження процесів взаємодії електромагнітних хвиль та полів з різними матеріальними обєктами природного та штучного походження і вивчення їх макроскопічних та мікроскопічних властивостей" (шифр «Напрямок», номер держреєстрації 0102U003140), "Методи генерації, випромінювання і прийому випадкових та хаотичних сигналів і їх застосування в радіолокації та звязку" (шифр «Версія», номер держреєстрації 0106U011976).У цьому розділі аналізується існуюча література з питань хаотизації автоколивань в нелінійних динамічних системах із затриманим зворотним звязком. У другому розділі досліджено хаотичні режими в нелінійній динамічній системі кільцевого типу, що складається з ідеальної бездисперсійної лінії затримки (час затримки ), і нелінійного безінерційного елементу (передавальна функція ). Показано, що спектр потужності автоколивань в кільцевій динамічній системі із затримкою при відхиленні нелінійного відображення від симетричної форми є періодичною функцією частоти з частотним періодом : , (3) де - час затримки, - час розщеплення кореляцій. У третьому розділі представлено результати по схемотехнічному моделюванню і практичній реалізації генератора хаотичних коливань радіодіапазону, побудованого на основі нелінійної динамічної системи із затриманим зворотним звязком кільцевого типу і амплітудної передавальної характеристики нелінійного елементу у вигляді асиметричного трикутного відображення (2). З огляду на те, що спектральна густина хаотичних автоколивань в досліджуваній системі нерівномірна, а в багатьох практичних застосуваннях потрібні джерела з рівномірною спектральною густиною, запропоновано спосіб корекції спектру, заснований на використанні спеціально введеної залежності часу затримки від миттєвої амплітуди коливань, що генеруються.У дисертації розвязано актуальну задачу радіофізики по розвитку методів генерації широкосмугових хаотичних коливань в автоколивальних системах із затриманим зворотним звязком і амплітудною нелінійністю, що виявляється у визначенні основних закономірностей поведінки таких систем в режимах генерації динамічного хаосу та застосуванні генераторів хаоса, розроблених на основи вивчених закономірностей, в радіолокаційних системах. У роботі проводилися теоретичні, числові і експериментальні дослідження нелінійної динамічної системи із затриманим зворотним звязком кільцевого типу з нелінійним елементом, що реалізовує функцію асиметричного трикутного відображення в режимі генерації динамічного хаосу. Вивчено спектрально-кореляційні властивості хаотичних автоколивань в такій системі, як для випадку постійної затримки, так і для випадку, коли час затримки є функцією амплітуди сигналу в системі (амплітудно-залежна затримка). Одержано оцінки для форми спектру потужності хаотичних автоколивань в системі, що складається із замкнутих в кільце лінії затримки і нелінійного елементу з асиметричною передавальною характеристикою, що реалізовує функцію одновимірного трикутного відображення.

Основний зміст роботи