0724-2-opreview (Радиотехнические приёмно-преобразующие устройства оптико-электронных систем)

В диссертационный совет Д 212.229.0! на базе ФГЛОУ ВО кОаикт-Петербургский политехнический университет Петра Великою» отзыв официального оппонента Шакина Олега Васильевича на диссертационную работу Купцова Владимира Дмитриевича «Радиотехнические приемно- преобразующие устройства оптико-электронных систем»„представленную к защите на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.12.04 — Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения, Актуальность темы диссертации. Конец ХХ вЂ” начало ХХ1 века характеризовались развитием оптоволоконных линий связи, но в текущем десятилетии активно разрабатываются оптические компоненты компьютерной техники.

Создаются межчиповые оптические интерконнекторы и оптические контроллеры, разрабатываются оптоэлектронные контроллеры, обеспечивающие не менее 100 ГБ~с на канал, а в перспективе - 1 ТБ/с. Фотонные системы практически не подвержены внешним электромагнитным полям, обладают гораздо большей дальностью передачи и шириной полосы пропускания сигнала, Это новое направление - ио отоника или мик оволновая отоника (гп|сгояа~е рЬо1оп|ся), к которому относятся радиотехнические приемно- преобразующие устройства БЭППУ) оптико-электронных систем. В диссертационной работе Купцова ВД. исследуются вопросы разработки методик расчета, проектирования и оптимизации ППУ с целью достижения высо~~й чувствительности при уловлена~ренин ~ара~терных для данного класса оптико-электронных систем технических требований, что несомненно является актуальным длп развития фотонпки.

Достоверность н обоснованность. Степень обоснованности научных положений и достоверность полученных результатов определена применением апробированных экспериментальных методик, проверенного математического аппарата„согласованием расчетных и экспериментальных данных„а также удовлетворительным соответствием результатов расчетов светорассеяния на аэрозольных частицах с экспериментальными для газоанализатора на основе эффекта молекулярных ядер конденсации (МоЯК). Новизна исследовании. В диссертационной работе получены новые результаты. Основные из них: 1) разработан метод расчета чувствительности фотоприемных устройств (ФПУ) ППУ, основанный на использовании выражений для коэффициента шума усилителя ФПУ„2) разработан метод оптимизации фотоприемных устройств ППУ для достижения высокой чувствительности и быстродействия ФПУ; 3)обнаружен иитерференционный.

немонотонный характер зависимости интенсивности рассеяния электромагнитных волн аэрозольными частицами в ППУ газоанализатора на основе эффекта проявления МоЯК от длины волны и угла рассеяния оптического излучения; 4) установлены зависимости коэффициента шума ППУ от схемотехнических парачетров, включая схечы противошумовых коррекций, позволяющие проводить комплексную оптимизацию ППУ с использованием приборов на ПАВ с целью достижения минимального значения коэффициента шума и максимального динамического диапазона ППУ при минимальных нелинейных искажениях; 5) установлена зависичость уровня отклонений выходного сигнала ППУ рентгено-абсорбционного сепаратора от свойств иммерсионной среды, обладающей линейным коэффициентом ослабления рентгеновского излучения, равныч среднему значению по всем компонентам руды с учетом их весового содержания.

Научная значимость результатов диссертации заключается в разработке общей методологии расчета параметров приемно-преобразующих оптико- ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ. Практпчсскап значимость диссертационной работы Наиболее значимые практические результаты диссертации:) ) метод эквивалентных шумовых схем позволяет повысить чувствительность фотоприемных устройств ППУ; 2) разработанная методика расчета минимальной детектируемой девиации фазовой модуляции радиотехнических ППУ фазомодулированных оптических сигналов позволяет осуществлять обоснованный выбор параметров ФПУ по техническим требованиям, предъявляемых к радиотехническим ППУ фазомодулированных оптических сигналов с учетом применения в оптической схеме мультиплексирования сигналов нескольких оптических датчиков; 3) усовершенствованный метод расчета чувствительности фотоприемного устройства ППУ с накоплением заряда на основе свертки автокорреляционной функции и импульсной характеристики цепи позволяет провести обоснованный выбор параметров фотоинтегратора с целью достижения высокой чувствительности ФПУ; 4) разработанная методика расчета интенсивности электромагнитной волны, рассеянной аэрозольными частицами, позволяет произвести обоснованный выбор спектрального состава источника облучения аэрозольных частиц в фотометре газоанализатора на эффекте проявления МОЯК; 5) методика комплексной оптимизации ППУ с использованием приборов на поверхностных акустических волнах (ПАВ) позволяет осуществить осознанный выбор параметров пьезоплаты и усилителя с целью дОстижения минимальногО коэффициента шума ППУ при минимальных искажениях; 6) методика расчета и регистрации проникающего электромагнитного излучения рентгеновского диапазона на основе аппроксимации энергетической зависимости массовых коэффициентов ослабления суммой двух степенных функций позволяет провести обоснованный выбор состава иммерснонных сред, определяемою компонентным составом руды и обеспечивающего минимальное отклонение выходного сигнала ППУ от среднего значения; 7) методика регистрации проникающего электромагнитного излучения рентгеновского диапазона в кусковых рудах, пустоты в которых заполнены иммерсионной средой, позволяет рассчитывать параметры ППУ рентгено-абсорбционных сепараторов для технологий извлечения различных природных минералов из кусковых руд, а также повысить чувствительность к обнаружению минералов в более толстом слое руды.

Рекомендации по применению результатов днссертацпи. Основные результаты диссертационной работы могут быть использованы при проектировании современных ППУ оптико-злектронных систем на профильных научно-производственных организациях: АО «НИИ «Вектор», АО «ЭНПО «Неорганика», ОАО «Авангард», АО «Инновационный центр «Буревестник», АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» и другие. Материалы диссертации могут быть использованы в учебном процессе ВУЗов страны при преподавании дисциплин «Радиотехнические цепи и сигналы», «Оптические сети и системы связи», «Статистическая теория радиотехнических систем», «Инфокоммуникационные технологии и системы связи>>. Оценка содержания диссертации в целом.

Диссертационная работа ВД. Купцова состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы, списка используемых сокращений, приложений и изложена на 309-ти страницах машинописного текста, включая 260 страниц основного текста со 159-ю рисунками и 10-ю таблицами, список используемых сокращений, 5 пр~л~жений, 12 актов внедрени~ результатов работы и сканы дипломов международных выставок. Основные материалы по теме диссертации опубликованы в 58 печатных работах, в том числе в 1 монографии, в 16 публикациях, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки России„ в 12 публикациях, индексируемых в системах цитирования Ясона и ФеЬ оГ Бс1епсе.

Авто е е ат иссе та ии в полной ме е от ажает основные ез льтаты иссе та ионной аботы. Во введении перечислены результаты работы, имеющие научную новизну, представляющие теоретическую и практическую значимость, сформулированы положения, выносимые на защиту; охарактеризована достоверность полученных результатов и приведены сведения об их апробации.

В главе 1 на основе обзора литературных источников рассматриваются вопросы проектирования и создания ППУ оптико-электронных систем назн~~~~~~. Сф~р~у~~р~~а~~ и ~б~~~~~~~~ цель и зада~~ исследования. В главе 2 обосновывается предложенная в диссертации методика расчета чувствительности фотоприемных устройств ППУ волоконно-оптических систем передачи информации (ВОСПИ) путем интегрирования в частотной области спектральной чувствительности. При помощи теоремы о вычетах функции комплексной переменной получено выражение чувствительности ФПУ в приближении двухполюсной модели комплексного коэффициента передачи.

В главе 3 обосновывается усовершенствованная методика расчета чувствительности фотоприемных устройств ППУ с интегрированием фототока на основе свертки автокорреляционной функции и импульсной реакции цепи. Сформулировано условие возможности использования в расчетах приближения идеального интегратора. В главе 4 развит комплексный подход к решению задачи учета фундаментальных ограничений, определяемых ППУ газоанализатора на основе эффекта проявления молекулярных ядер конденсации (МоЯК), к которым относятся предельная чувствительность фотоприемного устройства ППУ газоанализатора и рассеяние электромагнитных волн оптического диапазона (светорассеяние) аэрозольными частицами и воздухом в фотометрируемом объеме аэрозольной камеры фотометра.

Установлен интерференционный немонотонный характер светорассеяния аэрозольными частицами; разработан программно-аппаратный микропроцессорный блок управления, регистрации и обработки информации на основе интегратора фототока, позволивший достигнуть предел обнаружения целевого компонента газоанализатора на основе эффекта проявления МоЯК на уровне спонтанной нуклеации ядрообразования, а не предельной чувствительности ППУ оптико-электронной системы. Глава 5 посвящена разработке методики комплексной оптимизации параметров акустоэлектронных приборов на ПАВ и усилителей с целью достижения минимального коэффициента шума ППУ при удовлетворении технических требований к данному классу устройств на ПАВ.