Розгляд теорії щілинних антен складної форми. Характеристики польових та біполярних транзисторів. Розроблення генераторів у діапазоні сантиметрових та міліметрових довжин хвиль. Використання об’ємних хвилеводів, резонаторів та квазіоптичних конструкцій.
Національний технічний університет УкраїниРобота виконана в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” на кафедрі радіоприймання та оброблення сигналів. Науковий керівник:доктор технічних наук, професор Мачуський Євгеній Андрійович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”,декан факультету інформаційної безпеки, м. Офіційні опоненти:доктор технічних наук, Конін Валерій Вікторович, Національний авіаційний університет, професор кафедри аеронавігаційних систем, м. Київ. кандидат технічних наук, Гура Костянтин Миколайович, філія “Головний навчальний центр” ВАТ “Укртелеком”, доцент кафедри технічної експлуатації первинної мережі, м. 30 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.002.14 Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут", м.Таким чином, одними із основних питань, що необхідно вирішувати при проектуванні транзисторних генераторів НВЧ, є розроблення ефективних, відповідно до робочого діапазону довжин хвиль, елементів звязку інтегральної транзисторної схеми із хвилеводом або стабілізуючим резонатором. Аналіз відомих технічних рішень свідчить про те, що перспективними, але недостатньо дослідженими являються генератори із щілинними антенами складної форми. Такі конструкції дозволяють створювати генератори з кращими масогабаритними показниками та виявляються більш гнучкими при конструюванні. Окремі результати роботи отримані при виконанні науково-дослідних робіт: “Багатофункціональний гібридно-інтегральний активний модуль міліметрового діапазону на лавино-пролітному діоді” (№ ДР 0183U01785), “Исследование и разработка методов контроля влажности тканей активными квазиоптическими системами” (№ ДР 01950028743), “Разработка опытного образца устройства для контроля влажности тканных материалов на основе активных квазиоптических систем” (№ ДР 0197U001420). Дослідження проводились на кафедрі радіоприймання та оброблення сигналів НТУУ “КПІ”. антена генератор транзисторУ вступі розкрито сутність наукової проблеми, обґрунтовано важливість і актуальність теми дисертації та необхідність проведення дослідження, викладено мету роботи, її практичне значення та наукову новизну, зроблено загальну характеристику роботи. У першому розділі проведено аналіз сучасного стану розвитку транзисторних інтегральних генераторів НВЧ із планарними антенами, розроблено їх класифікацію.Щілинна антена на діелектричній основі, встановлена в площині поперечного перерізу хвилеводу, може бути використана у якості елемента хвилевідних пристроїв різного призначення, в тому числі як основа для поперечно-планарних транзисторних генераторів НВЧ. Дослідження проведено для прямокутного хвилеводу мм2 і структури із щілиною П-подібної форми. Тому для побудови поперечно-планарних транзисторних генераторів НВЧ на основі досліджуваної структури необхідно забезпечити звязок між мікрострічковою схемою та щілиною, що в даному випадку виступає у якості антени. У третьому розділі представлено результати розроблення та дослідження поперечно-планарних інтегральних транзисторних генераторів НВЧ із щілинною антеною, а також хвилевідних генераторів і систем складання потужності на їх основі. Структуру такого генератора можна розглядати як транзисторний підсилювач, що охоплений колом позитивного паралельного зворотного звязку через щілинну антену.В дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу, яка полягає в розробці та дослідженні поперечно-планарних інтегральних транзисторних генераторів НВЧ та хвилевідних і квазіоптичних конструкцій генераторів на їх основі. Проведені розрахунки та експериментальні дослідження хвилевідної поперечної неоднорідності у вигляді діелектричної пластини зі щілиною складної форми в шарі металізації дозволили створити чисельну модель та розробити схеми заміщення. Розроблено оригінальні конструкції поперечно-планарних інтегральних транзисторних генераторів НВЧ на діелектричній основі із щілинною антеною складної форми у колі зворотного звязку. Показано, що такі пристрої дозволяють створювати хвилевідні та квазіоптичні конструкції транзисторних генераторів, а також системи просторового складання потужності. Модуль встановлюється у площині поперечного перерізу хвилевідного тракту, а положення, форма та розміри щілинної антени дозволяють регулювати звязок модуля із навантаженням у широких межах.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
В дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу, яка полягає в розробці та дослідженні поперечно-планарних інтегральних транзисторних генераторів НВЧ та хвилевідних і квазіоптичних конструкцій генераторів на їх основі. Виконані в роботі дослідження дали змогу зробити наступні висновки: 1. Одним із перспективних методів покращення характеристик генераторів НВЧ є розробка інтегральних транзисторних конструкцій із щілинними антенами, обєднання їх із хвилевідними та квазіоптичними структурами.
2. Проведені розрахунки та експериментальні дослідження хвилевідної поперечної неоднорідності у вигляді діелектричної пластини зі щілиною складної форми в шарі металізації дозволили створити чисельну модель та розробити схеми заміщення. Показано, що вона може ефективно використовуватись для побудови інтегральних напівпровідникових схем НВЧ, як діодних, так і транзисторних. В такому випадку щілина використовується як антена, що забезпечує звязок між стрічковою схемою пристрою та навантаженням.
3. Розроблено оригінальні конструкції поперечно-планарних інтегральних транзисторних генераторів НВЧ на діелектричній основі із щілинною антеною складної форми у колі зворотного звязку. Такі генератори мають просту та компактну конструкцію. Запропоновано конструкції генераторів із електричним перестроюванням частоти варакторним діодом. Показано, що такі пристрої дозволяють створювати хвилевідні та квазіоптичні конструкції транзисторних генераторів, а також системи просторового складання потужності.
4. На базі поперечно-планарних транзисторних генераторних модулів розроблено та досліджено нові, прості та малогабаритні конструкції хвилевідних генераторів із механічним, електричним перестроюванням частоти та стабілізованих обємним резонатором. Модуль встановлюється у площині поперечного перерізу хвилевідного тракту, а положення, форма та розміри щілинної антени дозволяють регулювати звязок модуля із навантаженням у широких межах.
5. Показано, що використання щілинних антен, інтегрованих в конструкцію транзисторного генератора НВЧ, дозволяє створювати прості та ефективні системи просторового складання потужності кількох окремих генераторів НВЧ, як у квазіоптичних, так і у хвилевідних конструкціях. Запропоновано варіанти реалізації таких систем і методів синхронізації. Висока ефективність складання хвилевідних систем підтверджена експериментальними дослідженнями.
6. Розроблено нові конструкції квазіоптичних транзисторних генераторів, стабілізованих відкритим резонатором. Генератори мають хвилевідний вихід, що полегшує каналізацію випромінювання. Поперечно-планарний модуль встановлюється у місці зєднання хвилеводу із резонатором. Завдяки застосуванню відкритого резонатора генератор має гарні спектральні характеристики випромінювання. Конструкція модуля дає змогу не вносити в обєм резонатора транзистор та елементи стрічкових ліній, що дозволяє запобігти зменшенню добротності резонатора. Для зменшення впливу характеристик зовнішнього середовища можлива герметизація відкритого резонатора, завдяки відсутності отворів у діелектричній основі модуля.
7. Показано, що розроблена конструкція квазіоптичного генератора може бути використана як портативна, проста та не коштовна активна система для вимірювання фізичних характеристик матеріалів. Пристрій використано для вимірювання вологості тканин. Дослідження показали, що вологомір має високу чутливість та точність вимірювань.
8. Розроблені моделі та схеми заміщення коливальних систем поперечно-планарного генератора, хвилевідних та квазіоптичних генераторів дозволяють проводити їх проектування по заданим характеристикам.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗДОБУВАЧА ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Здобувачеві належить розробка конструкцій та схем заміщення генераторів, проведення експериментальних досліджень.
Антипенко Р.В., Мачусский Е.А., Першин Н.А. Активный квазиоптический измеритель физических свойств материалов // Изв. высш. учеб. заведений. Радиоэлектроника. - 2004. - № 8. - С. 79 - 80.
Здобувачеві належить розробка конструкції приладу, проведення експериментальних досліджень.
Antipenko R.V., Machussky E.A., Parphenov A.A., Pershin N.A. Microstrip antennae for open resonators excitation // Proc. of the International Conference on Antenna Theory and Techniques. ? Kyiv (Ukraine). - 1997. - P. 312 - 313.
Здобувачеві належить розробка конструкцій та схем заміщення генераторів, проведення експериментальних досліджень.
Antipenko R.V., Yukhno S.E. Numerical simulation of transverse-planar structures in waveguide // Proc. of the International Conference on Antenna Theory and Techniques. - Sevastopil (Ukraine). - 1999. - P. 476 ? 477.
Здобувачеві належить постановка задачі та аналіз результатів моделювання.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
