Отзыв ведущей организации (Методы и средства радиоволновой сверхкороткоимпульсной виброметрии механических колебаний в системах радиосенсорного зондирования)

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «КОНЦЕРН РАДИОСТРОЕНИЯ ттВЕГА» ! 01ИТ-ЕТОСК СОМРАНТ кйАОГО ЕМБ)НЕЕ й(НБ СОйРОВАТГОН тттУЕБА» УТВЕРЖДАЮ нд п(а от иостроения «Вега», А.Т. Силкин 2015 г. ОТЗЫВ ведущей организации на диссертационную работу Костина Михаила Сергеевича «Методы и средства радиоволновой сверхкороткоимпульсной виброметрии механических колебаний в системах радиосенсорного зондирования», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.03 — «Радиофизика» Актуальность темы диссертационной работы 34„Ко(пает атепое, )аоасоеп 121170, паапа Р(топе 47 (499) 753. 40-04, +7 (499) 249-07-04 бах.

47 (495) 933-15-53 СЗ Г- ~а~( по~«авера то Кутуаоаскпй проспект, 34, Каосква, Россав, 121170 1епеФов 47 (4991753-40-04, -71499) 249-07-04 Факс 47 (495) 933-15-63 —:-пта:( птааааецаао Во многих отраслях науки и техники к конструкциям разрабатываемых приборов и аппаратуры, функционирующих под воздействием кратковременных или постоянных ударных и квазигармонических механических возмущений, предъявляются определенные требования по стойкости к таким воздействиям. Фактическое удовлетворение этим требованиям подтверждается обычно путем проведения соответствующих испытаний, условия которых регламентируются нормативной документацией, и регистрацией параметров возникающих вибраций испытываемых конструкций. Известны различные методы и технические средства измерения параметров вибрации конструкций, основанные на принципах оптики, акустики и радиофизики, обладающие своими достоинствами и ограничениями по условиям применимости и часто требующими непосредственного контакта вибродатчиков с испытываемой конструкцией.

Радиоволновые методы в этом отношении не требуют непосредственного.—, С и контакта с вибрирующей поверхностью и свободны от ряда других ограничений: доступности и качества зондируемой поверхности. Поэтому тему диссертационной работы Костина М.С., посвященной исследованию методов и средств радиоволновой сверхкороткоимпульсной виброметрии акустооптически недоступных поверхностей при оценке параметров линейных механических колебаний объектов, следует признать актуальной.

В работе проведено сравнение достоинств и недостатков существующих методов решения задач виброметрии в заданных условиях, и в рамках радиоволнового метода обоснованы преимущества использования сверхкоротких импульсов (СКИ), с радиочастотным заполнением и без него. Проведена оптимизация функции спектральной плотности мощности сверхкороткого импульса гауссовой формы относительно формы уровней сверхширокополосного излучения, определенной Федеральной комиссией по радиосвязи США (ГСС), по критерию достижения максимальной эффективной излучаемой мощности в заданном интервале частот. Такая оптимизация формы функции спектральной плотности мощности улучшает эффективную излучаемую мощность СКИ, способствует повышению отношения сигнал-шум и помехоустойчивости измерительной системы.

Проведен анализ радиофизических явлений и процессов, имеющих место при измерении параметров вибрации исследуемых поверхностей и влияющих на изменение формы сверхкороткого гауссового импульса. Рассмотрены принципы цифровой обработки СКИ-сигналов и программно-аппаратной реализации численных методов фазодевиометрической оценки фазосмещенных радиоимпульсов, как косвенного метода восстановления эпюры механических колебаний облучаемой поверхности объекта.

Предложена аналитическая фазодевиометрическая модель радиоволновой системы. Предложены и проанализированы методы фазодевиометрической оценки и принципы их алгоритмической реализации в среде Ма1ЬаЬ. В рамках разработанного виброакустического испытательного стенда экспериментально исследованы время-частотные характеристики СКИ- сигнала, отраженного от модельной поверхности. Описана технология стробфрейм-дискретизации, позволяющая исключить ряд недостатков известных тактируемых устройств на базе принципа масштабно-временной трансформации. В процессе проведенного в диссертации исследования автором получены новые научные результаты: е Впервые в радиоволновой виброметрии предложен помехоустойчивый метод сверхкороткоимпульсного зондирования, позволяющий осуществлять измерения на относительно больших расстояниях в условиях таких дисперсных сред как дым, туман, смог и т.д., без предъявления особых требований к качеству зондируемой поверхности.

° Впервые предложен псевдослучайный алгоритм энергетического синтеза квазиоптимальной функции спектральной плотности мощности субнаносекундного радиоимпульса, позволяющий обеспечить требуемую эффективную излучаемую мощность. Получены оптимальные значения длительности зондирующего импульса в зависимости от порядка дифференцирования, обеспечивающие максимальную эффективную излучаемую мощность в заданном интервале частот относительно РСС- маски. ° Предложено осуществлять прием отраженного субнаносекундного радиоимпульса посредством прямой оцифровки, масштабирования и численной программной обработки с использованием высокоскоростной технологии строб-фрейм-дискретизации с частотой преобразования до 100 Гвыб/с на базе цифрового приемопередатчика ХЧА6201, что позволило применить эффективный математический аппарат, исключив аналоговую реализацию переноса сигнала на нулевую частоту.

е Теоретически исследовано влияние выбора числа периодов стробирования и на воспроизводимость сверхкороткоимпульсного сигнала и шумоподавление в окне захвата. ° Исследованы особенности отражения сверх короткоимпульсного сигнала от неоднородной зондируемой поверхности и их влияние на изменение формы время-частотных характеристик субнаносекундного радиоимпульса при анализе влияния динамической ЭПР, а также влияние диэлектрических потерь среды распространения сигнала.

° Показано преимущество оценивания виброметрической ошибки зондирования по вариациям спектра отраженного сверхкороткоимпульсного сигнала от колеблющейся поверхности со сложным геометрическим профилем незначительны, поскольку во временной области возможны непредсказуемые искажения формы импульса. Теоретическая ценность проведенного исследования заключается в обосновании оригинального помехоустойчивого метода с верх короткоим пульс ного зондирования, позволяющего осуществлять измерения вибраций поверхностей на относительно больших расстояниях в условиях дисперсионных сред распространения импульсов, а также в полученных оценках изменения время-спектральных характеристик импульсов в зависимости от физико-механических и электродинамических свойств облучаемых поверхностей объектов. Практическая ценность полученных в диссертации результатов заключается в следующем: е Опытный виброакустический стенд и макет радиосенсорного устройства на базе однокристального приемопередатчика ХЧА6201 совместно с программно-аппаратными средствами могут использоваться в системах регистрации механических колебаний конструкций и элементов кинематических схем, а также при проведении стендовых испытаний аппаратуры на надежность и виброустойчивость, в том числе, в режиме подповерхностного зондирования.

° Показана возможности применения радиосенсорного СКИ- зондирования не только в задачах подповерхностной радиоволновой виброметрии, но и при неразрушающем контроле аппаратуры в приборостроении при проведении стендовых испытаний радиоэлектронных систем и механизмов на виброустойчивость. Применение сверхкоротких гауссовых видеоимпульсов позволяет также решать задачи исследования рельефа и текстуры зондируемой поверхности объекта по ее импульсным характеристикам.

° Применение высокоскоростной технологии строб-фреймдискретизации, обеспечивающей пикосекундное разрешение при полном восстановлении СКИ, может быть использовано и в других системах скоростной обработки потока данных устройств радиовидения. е Разработанная программа-эмулятор позволяет исследовать и проводить корректировку задаваемых параметров при реализации технологии стробфрейм-дискретизации. ° Применение предложенного и исследованного СКИ - радиоволнового метода в робототехнике может представлять интерес для распознавания геометрии движения сложных кинематических схем, а также как один из эффективных способов дистанционного управления элементами механики по принципу организации радиосенсорных цепей обратной связи. Достоверность полученных научных результатов обосновывается адекватностью разработанной математической модели анализируемой системы радиофизическим процессам, происходящим в системе, техническим соответствием опытного макета и экспериментального стенда теоретическому описанию исследуемой системы, совпадением полученных корреляционных оценок параметров виброзондирования с данными, полученными апробированным аналоговым лазерным стетоскопическим методом.

Основные результаты диссертации опубликованы в 6 статьях, из которых 4 — в изданиях из «Перечня ВАК», а также приведены в 13 докладах на конференциях. Результаты прошли широкую апробацию на 16 международных и всероссийских конференциях в течение 2013-2015 годов.