Автореферат (1090672), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Международная научно-техническая конференция «Наука и технологии: шаг вбудущее», Czech Technical University in Prague (CTU) / Чешский техническийУниверситет, Чехия – 2014.6. Международная научно-методическая конференция «Информатизация инженерного общества», НИУ МЭИ, Москва – 2014.7. VIII Международная отраслевая научно-техническая конференция «Технологии информационного общества, МТУСИ, Москва – 2014.8. Международная молодежная научно-практическая конференция «ИНФОКОМ-2014», СКФ МТУСИ, Ростов-на-Дону – 2014.9.

63-я научно-техническая конференция МГТУ МИРЭА, Москва – 2014.10. V научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы развития систем и средств ВКО», ГСКБ АЛМАЗ-АНТЕЙ,Москва – 2014.11. Всероссийская научно-практическая конференция «Научный взгляд на современный этап развития общественных, технических, гуманитарных и естественных наук, актуальные проблемы», СПУПМ, Санкт-Петербург – 2014.12. 17-я Всероссийская молодежная научная школа-семинар «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники», УФИРЭ им.

В.А. Котельникова РАН, Ульяновск – 2014.13. Международная научно-техническая конференция «INTERMATIC – 2014»,МГТУ МИРЭА, Москва – 2014.14. European Science and Technology: 9-th International scientific conference. Munich– 2014.15. Международная молодежная научно-практическая конференция «ИНФОКОМ-2015», СКФ МТУСИ, Ростов-на-Дону – 2015.16. Международная научно-практическая конференция РАДИОИНФОКОМ,МГТУ МИРЭА, Москва – 2015.Публикации по теме диссертацииПо тематике диссертации опубликовано: статей в рецензируемых журналах – 6, втом числе 4 из списка рекомендованных ВАК; 13 докладов, представленных на международных и всероссийских конференциях; 8 научных трудов входит в список РИНЦ.Структура и объем диссертацииДиссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 70 наименований и приложения. Общий объем – 134 страницы, втом числе 38 рисунков и 3 таблицы.7КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность тематики диссертационных исследований, сформулирована научная новизна, практическая значимость, изложены целиисследований и положения, выносимые на защиту, приведены достоверность и апробация результатов.В первой главе проведен аналитический обзор принципов и средств бесконтактного измерения механических колебаний тремя группами методов: оптическими, акустическими и радиоволновыми.

Приведены необходимые теоретические сведения о линейных механических вибрациях и их оцениваемых характеристиках. Определено занимаемое место и рассмотрена классификация группы радиоволновыхметодов в виброметрии. Изложены принципы их технической реализации. Проведенсравнительный анализ и определены достоинства, недостатки и особенности условий применения каждого из методов. Сформулирована актуальность применениясубнаносекундных радиоимпульсов в общих задачах радиофизики и прикладных задачах виброметрического СКИ РСЗ. Рассмотрены основные радиотехнические характеристики субнаносекундных гауссовских радиоимпульсов.Вторая глава посвящена выбору аналитической модели СКИ, в качестве которой предложена гауссовская модель, поскольку аппроксимированная функция видеоимпульса возбуждения антенны Вивальди, как и сама огибающая излучаемого иотраженного от зондируемой поверхности радиосигнала, аналитически повторяюткривую Гаусса.

Она включает энергетическую оптимизацию ФСПМ СКИ-сигналаотносительно FCC-маски из расчета максимальной эффективной излучаемой мощности Ps в заданной полосе частот, показатель эффективности которой   Ps / Pd ,где Pd – максимально допустимая мощность СКИ-сигнала. Из условия критерия оптимизации ФСПМ, задаваемого целевой функцией минимизации Fц , где Ws ( f ) иfвWd ( f ) - соответствующие ФСПМ: Fц W2d( f )  Ws (опт ) ( f ) df  min , получены оп-fнтимальные значения параметра s (опт) аналитической модели гауссовского видеоимпульса вида s ( n ) (t )  G0 t2 dn exp  2   и соответствующие ему центральные часdt n  2 s  тоты f 0 , на которые приходится максимум ФСПМ в зависимости от порядка дифференцирования гауссовского видеоимпульса – для 1,2,…10 порядка.Предложен псевдослучайный алгоритм синтеза квазиоптимальной ФСПМ пуNтем представления СКИ полиномом s (t )   Gn s ( n ) ( s ( n ) , t ) таким, что для нескольn 18ких выбранных значений  s ( n ) , либо соответствующих s (опт) , задача оптимизациисводится к генерации квазиоптимального набора элементов вектора весовых коэффициентов G   G1 , G2 ,..., G N  , чтобы в заданной полосе ФСПМ удовлетворялось условие целевой функции минимизации.

Применение предложенного метода оптимизации ФСПМ позволяет повысить показатель эффективной излучаемой мощности с 75…80% до 90%. Оптимизация формы ФСПМ, асимптотически приближеннойк спектральной маске в заданной полосе частот (рисунок 1) улучшает эффективнуюизлучаемую мощность СКИ, а, следовательно, повышает отношение сигнал-шум ипомехоустойчивость сигнала.Рисунок 1. Оптимизация ФСПМ обтекаемой геометрии: слева - для полинома 1…15го порядка: сплошная кривая – f 0  2,8 ГГц (  s1...15  200 пс), пунктирная кривая –f 0  6, 4 ГГц (  s1  420 пс,  s 2...15  80 пс); справа - для соответствующих порядкупроизводной ( n  1...15 ) СКИ значений  n ( опт )Проведен анализ радиофизических явлений и процессов, влияющих на формоизменение СКИ.

Исследовано влияние угла наклона м облучаемой поверхностина формоизменение СКИ длительностью 200 пс (рисунок 2) и ЭПР зондируемой поверхности размером 20×20 см.Рисунок 2. Нормированные эпюры СКИ 3-го порядка на входе приемника:м  00 (слева), м  100 (в центре) и м  450 (справа)Показано, что увеличение угла наклона зондируемой поверхности влияет наформоизменение СКИ, выраженное перераспределением напряженности поля радиоимпульса, и в случае опрокидывающих пластину моментов, вызванных вибра9циями, ЭПР будет носить динамический характер и экспоненциально убывать с увеличением угла м .Предложена модель среды распространения СКИ-сигнала в случае подповерхностного зондирования через диэлектрическое препятствие, описываемая стационарной функцией коэффициента прохождения. Исследовано влияние диэлектрических потерь на формоизменение СКИ.

Установлено, что гауссовский СКИ, в отличие от гауссиана, спектр которого сдвинут на несущую частоту заполнения, претерпевает незначительные изменение профиля электрического поля. Однако поскольку влияние диэлектрических потерь существенно в области верхних частот,боковые лепестки распределения напряженности электрического поля СКИ без несущего заполнения при прохождении через диэлектрик становятся пологими.Осуществлен выбор облучающей антенны, в качестве которой предложенамодифицированная МПЛ-антенна Вивальди с экспоненциальным раскрывом. Отмечено, что в точке зондирования может возникнуть обстоятельная необходимостькомпенсации искажений ДН, вызванных несинхронным возбуждением ее раскрывафронтом СКИ.Поскольку при виброперемещении зондируемая поверхность совершает механические колебания можно считать, что некая соседняя последовательность отраженных радиоимпульсов от одного и того же элемента поверхности сохраняют квазистационарную форму и период следования.

Используя эти априорные сведения, вкачестве метода квазиоптимального обнаружения гауссовского СКИ-сигнала предложен алгоритм череспериодного корреляционного обнаружителя.В третье главе рассмотрены цифровая обработка сверхкороткоимпульсныхсигналов и численные методы фазодевиометрической оценки механических колебаний. Предложена аналитическая фазодевиометрическая модель системы СКИ РСЗ.Показано, что целесообразно использовать череспериодное изменение разности фазΔ  между соседними отраженными радиоимпульсами, из которой можно выразитьабсолютную величину оценки средней интенсивности за период TЗ РСЗ:ср  cs FЗ (4,5) 1 , в то время как величина виброперемещения r  срTЗ .

ЗдесьFЗ – частота зондирования, s – длительность СКИ, с – скорость света.Предложена модель радиоволнового канала, учитывающая аддитивные составляющие в составе: СКИ sкп , принятый с основного направления диаграммы рассеяния; вторичные эхосигналы, обусловленные многолучевым рассеянием неоднородностями пространства sпр и стационарный гауссовский шум  . Если каждую аддитивнуюкомпонентупредставитьвекторомдискретныхзначенийs   s(1), s (2),...., s( n)  , полученных за период сканирования, где i-й элемент вектораs (i )  sкп (i )  sпр (i )  ξ(i ) , то реализацию за m-периодов сканирования можно пред-10ставить матрицей S  s1T , sT2 ,...., sTm  .

Таким образом, применение сингулярного разложения к массиву S позволяет компенсировать шумы в окне захвата СКИ-сигнала.Предложены методы частотно- и пространственно-временной селекции (ЧВСи ПВС) СКИ из смеси помех, вызванных многолучевым рассеянием. ПВС достигается удержанием СКИ временным окном захвата, обеспечивающего селекцию отраженного СКИ пришедшего с основного направления и режекцию многолучевыхкомпонент рассеяния. В качестве ЧВС используется цифровая фильтрация СКИ набазе преобразования Габора, так как отсутствие априорной информации ввиду особенностей свойств формоизменения отраженного гауссовского радиоимпульса непозволяет применить к нему согласованную фильтрацию. Кроме того, при согласованной фильтрации утрачивается профиль и фаза СКИ, необходимая для фазодевиометрической оценки интенсивности механических колебаний. Предложенныйметод фильтрации удобен при обработке нестационарных сигналов по выбранномубазису.

Характеристики

Список файлов диссертации