Введение к работе
Диссертационная работа посвящена исследованию и разработке динамических запоминающих устройств на основе волоконно-оптической элементной базы.
Актуальность темы. Решение современных и перспективных радиотехнических задач в области радиолокации, радиоизмерений и в других отраслях науки и техники обуславливает необходимость поиска, исследования и разработки все более эффективных методов и устройств обработки радиосигналов.
Диссертационная работа, посвящена исследованию и разработке запоминающих устройств импульсных радиосигналов, являющихся одной из важнейших составных частей накопителей импульсных сигналов, анализаторов спектра рециркуляционного типа, аппаратуры радиоэлектронного противодействия и других устройств.
Проблема длительного хранения (запоминания) обрабатываемого сигнала на протяжении нескольких десятилетий является исключительно актуальной. В этой области постоянно ведутся работы по созданию устройств обеспечивающих длительное запоминание импульсного сигнала, основанных на новейших принципах и технологиях. Одним из направлений исследований является разработка запоминающих устройств импульсных радиосигналов, обладающих малыми массогабаритными показателями, и способных работать в широком частотном диапазоне, что указывает на несомненную актуальность темы диссертационной работы.
Современный этап развития техники высокоскоростного формирования и обработки сложных широкополосных радиосигналов характеризуется повышенным интересом к использованию оптігческих методов обработки информации, в том числе и к использованию для этих целей волоконно-оптической элементной базы (ВОЭБ). Использование ВОЭБ обусловлено уникальными свойствами и рекордно высокими техническими показателями волоконных световодов (ВС). Среди них: предельно низкие потери мощности световых сигналов (меньше чем 0,2 дБ/км), широкая погонная полоса пропускания (свыше 500 ГТцхкм), полная электромагнитная совместимость с любым электро- и радиооборудованием и идеальная гальваническая развязка от него, высокая помехозащищенность и скрытность передачи световых сигналов, малые массогабаритные показатели и топологическая гибкость. Такие высокие технические характеристики ВС делают актуальным использование элементов ВОЭБ для создания динамических запоминающих устройств (ДЗУ) импульсных аналоговых радиосигналов.
Объектом исследования являются ДЗУ импульсных аналоговых радиосигналов на основе волоконно-оптической элементной базы, как линейные оптоэлектронные устройства, обеспечивающие хранение информации на заданном интервале времени и работающие в условиях наличия на входе информационного потока подчиняющегося распределению Пуассона, при условии поступления имщ'льсного сигнала на вход ДЗУ с длительностью меньшей, чем длительность задержки одной копии в ДЗУ.
Цель работы. Целью работы является исследование и разработка динамичесі запоминающих устройств'на основе волоконно-оптической элементной базы.
Поставленная цель достигается решением следующих основных задач:
-
Исследование процесса формирования последовательности копий входн сигнала устройствами на основе рециркуляционных и нерсциркуляционных структ разработанных на основе волоконно-оптической элементной базы.
-
Исследование и оптимизация параметров ДЗУ с радиочастотной обраті связью, реализованного с использованием волоконно-оптической линии задерж Разработка метода формирования последовательности копий импульс» радиосигнала основанного на применении коэффициента передачи в петле обраті связи больше единицы.
-
Исследование и оптимизация параметров динамического запоминают устройства на основе волоконно-оптической рециркуляционной структуры. Проведеї сравнительного анализа эффективности использования исследованных тиі динамических запоминающих устройств. Разработка структурных схем дішамичесі запоминающих устройств, которые могут найти применение для решения нскотор задач конфликтной радиолокации. Разработка методик расчета исследуемых тш ДЗУ импульсных аналоговых радиосигналов.
-
Определение требований к структурным элементам ДЗУ, выполненным основе волоконно-оптической элементной базы.
Методы исследования. В работе использованы аналитические (злемеї математического анализа, анализа радиотехнических цепей, физики и оптики) экспериментальные методы исследования.
Научная новизна работы:
1. Развита теория формирования последовательности копий импульсн
аналогового радиосигнала динамическими запоминающими устройствами на оси
рециркуляционных структур, выполненных с использованием волоконно-оптичесі
элементной базы.
2. Исследован способ формирования последовательности копий импульсн
аналогового радиосигнала ДЗУ на основе рециркуляционных структур
использованием коэффициента передачи в петле обратной связи большего или равн
единице.
-
Предложены обобщенные структурные схемы ДЗУ с радиочастоті обратной связью и ДЗУ с использованием оптического усилителя в петле обраті связи волоконно-оптической рециркуляционной структуры, позволяющие обработ сигнал при известном и неизвестном моменте его прихода. При известном моме прихода импульсного аналогового радиосигнала данные схемы позволяют реализов способ формирования последовательности копий входного импульсного радиосигн; с использованием коэффициента передачи в петле обратной связи большего і равного единице.
-
Дана оценка влияния оптических эффектов (интерференция, диспер< оптического излучения в волоконном световоде и т.д.) на параметры ДЗУ импульсн
5 аналоговых радиосигналов. Сфорлгулированы условия, при которых влиянием некоторых эффектов можно пренебречь.
Практическая значимость работы. Сфорлгулирована и решена задача формирования последовательности копий входного радиосигнала динамическим запоминающим устройством импульсных широкополосных радиосигналов с использованием элементов волоконно-оппгческой элементной базы, защищенного патентом, суть которого состоит в использовании коэффициента передачи в петле обратной связи большего или равного единице.
Разработана методика расчета параметров ДЗУ с радиочастотной обратной связью и ДЗУ с оптическим усилителем в петле обратной связи волоконно-оптической рециркуляционной структуры.
Предложены критерии выбора устройств волоконной оптики для использования в динамических запоминающих устройствах импульсных аналоговых радиосигналов.
Предложены варианты построения динамических запоминающих устройств, предназначенных для решения некоторых задач конфликтной радиолокации.
Результаты работы, выраженные в предложенных методах, методиках расчета и разработанных структурах могут быть использованы при разработке устройств конфликтной радиолокации, устройств формирования последовательности импульсных сигналов, устройств определения параметров сигналов в качестве запоминающих устройств, обеспечивающих длительное хранение анализируемого сигнала.
На защиту выносятся:
-
Принцип формирования последовательности копий импульсного радиосигнала, реализуемый на основе динамігческого запоминающего устройства с элементами волоконно-оптической элементной базы, с использованием коэффициента передачи в ветви обратной связи большего или равного единице.
-
Обобщенные структуры динамігческого запоминающего устройства импульсных радиосигналов, реализованного на основе волоконно-оптической линии задержки с использованием радиочастотной обратной связи, и динамического запоминающего устройства на основе волоконно-оптической рециркуляционной структуры с оптическим усилителем в петле обратной связи волоконно-оптической рециркуляционной структуры, позволяющие с единых позиций подойти к исследованию процесса формирования последовательности копий входного импульсного аналогового сигнала с известным и неизвестным моментом прихода сигнала. Варианты построения динамических запоминающих устройств, предназначенных для решения некоторых задач конфликтной радиолокации.
-
Результаты исследования и физического эксперимента динамического
запоминающего устройства на основе волоконно-оптической рециркуляционной структуры без оптического усилителя в петле обратной связи.
4. Оценка влияния оптических эффектов (интерференция, дисперс оптического излучения в волоконном световоде и т.д.) на параметры ДЗУ импульсні аналоговых радиосигналов.
Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены: во ВНР «Градиент» (г. Ростов-на-Дону) при выполнении х/д работы № 11328, х/д работы 11361, ТРТУ при выполнении г/б работы № 11359 , в учебном процессе на каф. РЭС и С ТРТУ и в НИИ «Штиль» (г.Волгоград).
Апробация работы. Основные положения диссертационной рабо докладьгешпісь и обсуждались на 3-й Международной конференции «Физическ проблемы оптических измерений, связи и обработки информации» (г.Севастопої 1992 год), на 40-й научно-технической конференции профессорско-преподавательскс состава ТРТУ (г.Таганрог, 1995 год), на 4-й Всероссийской конференции студентоЕ аспирантов (г.Таганрог, 1998 год).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано научно-технических работ, из них 1 патент.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит введения, пяти разделов, заключения, списка ліггературьі (87 наименований), содерж 166 страниц текста, включая 55 рисунков на 46 страницах.
