Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МіНіСТЕРСТВО ОСВіТИ і НАУКИ УКРАїНИ

Національний авіаційний університет

УДК 681.5.08(043.3)

АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИМІРЮВАННЯ НАПРУЖЕНОСТІ ПОЛЯ

Спеціальність 05.12.17 - Радіотехнічні та телевізійні системи

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Щербина Ольга Алімівна

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки України, м. Київ.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України Ільницький Людвіг Якович, Національний авіаційний університет, професор

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Ігнатов Володимир Олексійович, НАУ, професор кафедри телекомунікаційних систем НАУ

кандидат технічних наук, Рудаков Володимир Іванович, старший науковий співробітник Центральнийого науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України

Захист відбудеться „6” 03 2008 р. о 15-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.08 при Національному авіаційному університеті за адресою: 03058, Україна, м.Київ, пр-т Космонавта Комарова, 1, НАУ.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці НАУ за адресою: 03058, Україна, м.Київ, пр-т Космонавта Комарова, 1.

Автореферат розісланий „24” 01 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, д.т.н. В.М.Шутко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Задача вимірювання напруженості електромагнітного поля (ЕМП) існує ще з виникненням радіоелектроніки. На сучасному етапі ця проблема набуває все більш важливого значення через постійне зростання кількості різноманітних джерел випромінювання, кількості систем радозв'язку та передавальних засобів з використанням радіоканалу. Наслідком цього є складна завадова обстановка та взаємний вплив радіозасобів на якість функціонування. Існує проблема несанкціонованого чи неправильного використання радіопередавальних засобів, а також визначення зон дії різноманітних джерел випромінювання.

Забезпечення функціонування радіоелектронних засобів з необхідним рівнем надійності при наявності завад та безперешкодне функціонування інших засобів радіоелектроніки - головне завдання сфери електромагнітних вимірювань. Як у промисловості, медицині, так і у військовій області, існує потужна передавальна апаратура, що працює поряд з чутливою приймальною апаратурою або життєво необхідними комп'ютерними системами. Отже, для забезпечення нормального функціонування будь-якої множини радіоелектронних засобів потрібно визначати як електромагнітну заваду, так і електромагнітну чутливість. Всі частини складних систем повинні працювати, не заважаючи один-одному і виконувати свої основні функції якомога бездоганніше. І не в останню чергу потрібно мати на увазі ще і вплив електромагнітного випромінювання на здоров'я людини, що знаходиться поряд з ним.

Оцінка електромагнітних властивостей необхідна на всіх етапах існування радіоелектронного засобу, а саме перспективного планування, проектування, розробки, випробування та експлуатації, а також при контролі роботи в процесі експлуатації.

Забезпечення точного та швидкого вимірювання напруженості ЕМП завжди було актуальною проблемою електромагнітних вимірювань. А при сучасному розвитку радіоелектроніки ця проблема набуває ще більшого значення.

Існує безліч апаратури для вимірювання параметрів електромагнітного поля, у тому числі і напруженості поля. Але при здійсненні патентного пошуку виявилася відсутність автоматичних вимірювачів, які б не тільки вимірювали напруженість електромагнітного поля з високою точністю та швидкодією, але й настроювалися автоматично в напрямі приходу хвилі та адаптувалися до поляризації поля. А це є дуже важливими якостями при мобільному вимірюванні поля на високих швидкостях пересування вимірювальної апаратури.

Зв'язок з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках НДР 006-ДБ01 „Математичне моделювання впливу металевих конструкцій на характеристики вимірювальних антен” - № ДР 0101U002727.

Мета і задачі дослідження. Метою досліджень є теоретичне обґрунтування і розробка автоматичного вимірювача напруженості ЕМП.

Відповідно до мети досліджень в дисертації передбачено розгляд наступних задач:

- проведення аналізу існуючих методів вимірювання напруженості поля та приладів вимірювання;

- розробка автоматичного комплексу вимірювання напруженості поля та окремих його складових;

- розробка методу вимірювання діючої довжини антени з урахуванням відбиття від землі;

- математичний аналіз процесів функціонування автоматичного комплексу вимірювання напруженості поля;

- аналіз похибок калібрування вимірювача напруженості поля при вимірюванні методом стандартного поля.

Об'єкт досліджень: процес вимірювання напруженості поля.

Предмет досліджень: методи та засоби вимірювання напруженості поля.

Методи дослідження. Для розв'язання поставлених задач були використані методи векторної алгебри, комплексний метод, апарат теорії матриць, теорія електромагнітного поля, теорія вимірювальних систем, методи електронного моделювання.

Наукова новизна отриманих результатів:

1. Розроблені засади автоматизації процесу вимірювання напруженості ЕМП, які забезпечують вимірювання без втручання оператора, з підвищеною швидкодією та точністю, що досягаються завдяки розробленим в даній дисертації атенюатором з електронним керуванням та самофокусувальною антеною з адаптивною поляризацією.

2. Розроблена методика вимірювання діючої довжини антени при урахуванні впливу земної поверхні.

3. Визначена залежність похибки вимірювання автоматичним компаратором від похибки атенюатора з електронним керуванням. Виведені співвідношення для обчислення даної похибки.

4. Проаналізовані похибки калібрування вимірювача напруженості поля при вимірюванні методом стандартного поля.

Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці вимірювачів напруженості ЕМП, які можуть використовуватись при вирішенні широкого кола науково-технічних задач. Наприклад, для забезпечення електромагнітної сумісності радіоелектронних засобів, для радіомоніторингу, при сертифікації антенних систем, при льотному контролі якості функціонування авіаційних радіонавігаційних комплексів та систем радіозв'язку і т.д.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна роботи є результатом самостійного дослідження. Усі результати, що складають основний зміст дисертації, отримані і сформульовані самостійно. У статтях [1-4] описано розроблені структурні схеми елементів автоматичного вимірювача напруженості поля і схема в цілому. На дані схеми було отримано деклараційні патенти на корисну модель [7], [8], [10], [11] та двадцятирічний патент на винахід [9]. У статті [5] описана виведена в даній дисертації матриця розсіяння атенюатора з електронним керуванням, за допомогою якої можна легко змінювати параметри атенюатора. Стаття [6] описує метод вимірювання діючої довжини антени, в якому було враховано вплив відбиття від земної поверхні на точність вимірювання.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідались і обговорювались на міжнародній науково-технічній конференції „Авіа-2004” (Київ, 2004), на міжнародній науковій конференції студентів та молодих вчених „Політ-2005” (Київ, 2005), на міжнародній науково-технічній конференції „Теорія та методи обробки сигналів” (Київ, 2005), на 3-й міжнародній науково-технічній конференції „Інформаційна техніка та електромеханіка” (Луганськ, 2005), 5^th International Conference on Antenna theory and techniques (Київ, 2005), міжнародній науково-технічній конференції „Авіа-2006” (Київ, 2006).

Публікації. Результати наукових досліджень автора опубліковані в 6 статтях фахових збірників наукових праць [1-6], визначених ВАК України, в патенті на винахід [9], 4 деклараційних патентах на корисну модель [7-8], [10-11], крім того результати додатково відображені у 4 збірках праць конференцій [12-15].

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи складає 145 сторінок основного змісту, в тому числі 38 рисунків та 6 таблиць, список використаних джерел з 114 найменувань та додатки на 25 сторінках.

автоматичний вимірювач електромагнітний поле

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовується актуальність проблеми вимірювання напруженості поля, сформульовані мета і основні задачі дослідження, його наукова новизна і практична значимість.

У першому розділі - „Методи вимірювання напруженості поля і вимірювальні прилади” - розглянуті технічні вимоги до рівнів напруженості радіонавігаційних засобів; наведені стандарти, що встановлюють норми рівнів електромагнітного поля (ЕМП); приведені методи вимірювання напруженості ЕМП; аналізується існуюча апаратура для вимірювання напруженості поля.

Радіотехнічні системи складаються з комплексів, що включають в себе засоби, які поєднані однією метою. Завади від кожного з засобів комплексу, а також від інших установок, що знаходяться та працюють навколо них, можуть впливати на точність роботи. Зони дії кожного засобу повинні бути узгоджені з великою точністю.

З метою попередження шкідливого опромінення ЕМП ще в колишньому Радянському Союзі була введена система гігієнічних нормативів, які не повинні перевищуватися в процесі роботи будь-якої системи. В різних країнах існують власні встановлені норми дозволеного опромінення. Але всі вони мають спільні риси, тому що не зважаючи на національні відмінності, структура тіла людини не залежить від країни.

В даному розділі розглянуто методи вимірювання напруженості поля: методи компарування за генератором стандартних сигналів, за еталонною напруженістю поля, за допомогою генератора шумового сигналу; та методи вимірювання потужності поля: термісторний, болометричний та калориметричний методи, пондеромоторний методи та метод, що грунтується на ефекті Холла.

Вибір антенної системи є одним з найважливіших етапів у конструюванні вимірювачів напруженості ЕМП. Антени відрізняються своїми розмірами, конструкцією, параметрами. Тому при виборі антени розглядають різні варіанти і вибирають таку антену систему, яка найбільш підходить за своїми параметрами до характеристик вимірювача напруженості ЕМП та яка б задовольняла найбільш повно вимоги до вимірювань. Розглянуті вимірювальні антени охоплюють всі частотні діапазони, мають невеликі розміри та масу і зручні у використанні, але вони не передбачені для вимірювання напруженості поля на мобільних станціях, оскільки необхідна точна орієнтація на поляризацію та настроювання на досліджуване поле.

Атенюатори мають широкий спектр застосування. Їх використовують для вимірювання амплітуди вихідного сигналу, чутливості вимірювальних приймачів, ослаблення потужності хвилі, що проходить через них, для узгодження окремих елементів радіотехнічних систем, для регулювання рівнів потужності і т.д. За можливістю регулювання послаблення розрізняють атенюатори з фіксованим ослабленням потужності та змінні атенюатори, в яких ослаблення плавно чи дискретно регулюється. У даному розділі розглянуті керовані атенюатори, побудовані на різних елементах. Вони мають досить широкий діапазон ослаблення поля, а також високу ступінь точності ослаблення. Але є і недолік - низька швидкість перемикання, при якій дані атенюатори стають не придатними для зняття параметрів антенних систем за допомогою літаків (великі швидкості польоту). Хоча для наземних мобільних станцій та для стаціонарних станцій вони підходять дуже добре.

Оскільки сфера використання радіотехнічних засобів (РТЗ) розширюється, збільшується розширення РТЗ у діяльності людей і невпинно зростає кількість випромінюючих і рецепторних пристроїв у локальних обмежених просторах, що вимагає адміністративного, організаційного і технічного регулювання функціонування РТЗ, розглянуті основні характеристики деяких мобільних і стаціонарних комплексів радіомоніторингу.

Другий розділ - „Розробка принципових засад побудови вимірювачів параметрів поля” - присвячений вибору схеми вимірювача напруженості поля та окремих його елементів: самофокусувальної антени з адаптивною поляризацією, атенюатора з електронним керуванням, формувача сигналів керування та вимірювача фази.

В процесі дисертаційних досліджень розроблена схема компаратора напруженості поля [3, 8]. Як відомо, при використанні методу компарування збільшується точність вимірювання, але зменшується швидкодія пристрою. Для збільшення швидкодії необхідно автоматизувати процес порівняння напруг: використати перемикачі, в яких перемикання трактів здійснювалось би за дуже короткі проміжки часу, застосувати способи електронного керування атенюаторами і максимально скоротити тривалість перехідних процесів в окремих блоках вимірювального комплексу. Все це реалізовано в розробленому компараторі.

Схема компаратора має в своєму складі два основних тракти: тракт вимірюваного сигналу (вимірювальна антена, приймач і детектор Д2) і тракт стандартного сигналу (генератор проміжної частоти, той же самий приймач і детектор Д3). Стандартний сигнал, який використовується для компарування, виробляється за допомогою генератора проміжної частоти. Отже, він працює на одній частоті, що забезпечує стабільність вихідної напруги. Частота стандартного сигналу змінюється за допомогою змішувача і спільного з приймачем гетеродина. Вихідний сигнал змішувача контролюється процесором і його значення визначається з похибкою, яка залежить від розрядності аналого-цифрового перетворювача.

Сучасні інформаційні технології дають можливість створити самофокусувальні антени на принципах, які суттєво відрізняються від тих, що описані в технічній літературі. При цьому кожний елемент антенної решітки буде забезпечувати або повне поляризаційне узгодження, або повну поляризаційну розв'язку в залежності від умов функціонування системи телекомунікації.

Напруга на входах змішувачів дорівнює

, (1)

де , , і - напруженості поля поблизу елементів антенної решітки , , і ; -- довжина елементів решітки і , - довжина елементів решітки і .

На входах останнього суматора після повного поляризаційного узгодження та при правильному встановленні коефіцієнтів атенюації будуть діяти напруги

, (2)

де - фазовий зсув в фазообертачі ФО₃, і - довжина електромагнітної хвилі, d - відстань між елементами решітки.

Сума цих двох напруг досягає максимуму, коли

. (3)

Отже, процесор для фазообертача ФО₃ створює керуючі сигнали, які встановлюють необхідний фазовий зсув.

Таким чином, антенна решітка адаптується до поляризації електромагнітної хвилі, що приймається, і автоматично фокусується в напрям приходу хвилі.

Суть принципу побудови атенюатора [1, 7], який використовується в нашій схемі, полягає у поділі вхідного потоку потужності на дві рівні частини і передачі двох потоків різними каналами, електрична довжина яких може змінюватись. У вихідному плечі атенюатора потоки з двох каналів підсумовуються і загальна потужність зменшується в залежності від відносного зсуву фаз хвиль, що поширювалися у різних каналах.

Схема атенюатора складається з трьох квадратних мостів М1, М2, М3, двох поглинаючих опорів R1 та R2, двох короткозамкнених ліній 2”-5” і 4”-6”, які приєднані до пліч 2” та 4” моста М3. В лініях 2”-5” і 4”-6” встановлені p-i-n діоди, які можуть замикати лінії в перерізах a-a', b-b', c-c' і т.д. Напруга замикання діодів підводиться від блоку електронного керування (БЕК) за допомогою лінії передачі керуючих сигналів (ЛПКС).

В атенюаторі використано властивості квадратних мостів ділити хвилю, що підводиться на вхід, за потужністю на дві рівних частини і зі зсувом фаз у 90⁰ передавати у вихідні плечі.

З принципу дії атенюатора знаходимо, що коефіцієнт ослаблення дорівнює

(4)

де - фазовий зсув.

Розв'язуючі рівняння (4) відносно кута , знаходимо

(5)

Вираз (5) дає можливість розрахувати необхідні фазові зсуви для заданих значень ослаблення А. За відомими фазовими зсувами обчислюємо необхідні відстані d між плечем мосту 2” або 4” і перерізами з коротким замиканням

(6)

Очевидно, що відстань d повинна бути більшою від нуля. Тому значення , що отримане з формули (5), при якому d < 0, збільшуємо на , де m - будь-яке ціле число.

Сучасні системи вимірювання параметрів електромагнітного поля забезпечують кількісну оцінку значень або напруженості поля, або напряму надходження хвилі, або поляризаційної характеристики електромагнітної хвилі. Існує проблема створення єдиного автоматизованого вимірювального комплексу. Це можна реалізувати за допомогою адаптивного вимірювача параметрів електромагнітного поля [2, 9, 11].

АР1, АР2 - перший та другий елементи антенної решітки, ПРР - перемикачі режимів роботи, ПК1, ПК2 - перемикачі каналів, КЕАР1, КЕАР2 - комутатори елементів антенної решітки, Ат - атенюатор з електронним керуванням, Гет - гетеродин, ЗМ - змішувач, ППЧ - підсилювач проміжної частоти, ГС - генератор сигналів, РЕАР - роз'єднувач трактів елементів антенної решітки, ФО - фазообертач, ПО - підсилювач-обмежувач, ВК - виокремлювач каналів, ВФ - вимірювач фази, ЛЗ - лінія затримки, ФСК - формувач сигналів керування, РК1, РК2 - роздільники каналів, "+" - суматори, Д1-Д3 - детектори, Пр - процесор.

Виходи вібраторів АР з'єднані з входами ПРР, які дають можливість виконувати контроль працездатності та похибок у передавальних трактах, перевести АВК у режим вимірювання з великою швидкодією або в режим компараторного вимірювання. ПРР переходять від одного режиму до іншого за сигналами Пр. Одночасно з напругами від елементів АР на ПРР надходить калібрована напруга від Ат і ГС.

З виходів ПРР напруги надходять на ПК і . ПК працюють на низькій частоті і протягом періоду Т1 до виходу приєднують канал , або канал . Напруги з виходів ПК надходять у КЕАР, який послідовно пропускає сигнали елемента АР1 або елемента АР2. Таким чином, за період роботи Т2 КЕАР відбувається часове ущільнення чотирьох каналів в одному тракті, який підводить напруги до Зм. На вхід ППЧ з періодичністю Т2 надходять чотири вибірки напруг з неперервних вхідних сигналів.

Після підсилення напруга підводиться до РЕАР. Вирізки сигналів, що приймаються елементом АР2 надходять на керований процесором ФО.

Сигнали керування виробляються за результатами вимірювання фазового зсуву . З цією метою тракти обох елементів АР після зсуву фази в ФО об'єднуються КЕАР2 і напруги всіх чотирьох вибірок перетворюються за формою в прямокутні імпульси ПО. Після такої трансформації сигналу всі чотири канали виокремлюються в чотири тракти ВК і у ВФ фазовий зсув між сигналами розділених трактів перетворюється в проміжки часу, за допомогою яких розраховується і усереднюється зсув фаз між напруженостями каналів і , і , і , і .

Таким чином процесор обчислює зсув . За визначеним кутом керувальні сигнали, що виробляються Пр, установлюють на ФО такий фазовий зсув, який би компенсував кут . Отже, блоки ФО, ВК, ВФ і Пр є елементами замкнутого контура, який відпрацьовує сигнали керування адекватності фазовому зсуву - контур автоматичного регулювання, завдяки якому сигнали елемента антенної решітки АР2 стають синфазними відповідними сигналами антенного елемента АР1.

Синфазні сигнали елемента АР2 зсуваються в часі на проміжок Т₁/2 за допомогою ЛЗ, тобто вибірки сигналів елементів АР1 і АР2 стають синфазними та синхронними. РК1 і РК2 виокремлюють канали і з трактів першого і другого елементів, після чого сигнали підсумовуються ( напруги і та і ).

Таким чином, амплітуди сигналів подвоюються, а шуми підсумовуються з урахуванням їх статичних властивостей. Д1 і Д2 виробляють однополярні напруги, значення яких відображають усереднені амплітуди сигналів високої частоти та .

В третьому розділі - „Математичне обґрунтування характеристик точності вимірювання параметрів поля” - математично описана робота деяких елементів вимірювального комплексу, який розроблено в другому розділі: атенюатора, компаратора та самофокусувальної антени.

Виведена матриця розсіяння атенюатора з електронним керуванням [5], завдяки якій можливо досліджувати його роботу і при необхідності вносити зміни у зсув фаз, який відповідає за ступінь послаблення атенюатора (формула (7)).

(7)

Для компаратора напруженості поля розраховано похибку вимірювання. Доведено, що похибка компаратора в основному залежить від величини похибки атенюатора, який являється складовою частиною компаратора. Надано графік залежності похибки послаблення атенюатора від похибки встановлення в ньому похибки дискретизації фазового зсуву.

Для забезпечення стійкості компаратора згідно з критерієм Гурвіца виведені умови стійкості системи

(8)

Для вимірювальної антени розроблена методика вимірювання діючої довжини [6], яка враховує вплив на точність вимірювання земної поверхні. У даній методиці використовуються дві допоміжні вимірювальні антени, висоти підвісу яких і відстань до яких пов'язані зі сталим кутом падіння хвилі від антени, що тестується.

У четвертому розділі - „Аналіз похибок калібрування вимірювачів напруженості методом стандартного поля” - проведений аналіз , виведені співвідношення та побудовано графіки складових похибки вимірювання напруженості поля при використанні методу стандартного поля.

Розглянуто особливості вимірювальних процесів при використанні метода стандартного поля та визначено похибку обчислення напруженості поля, яка описується формулою (8)

, (9)

де - частина похибки за аргументом а, - похибка у визначенні аргументу а. Під аргументом а маємо на увазі величини r, I_A, R_??, W_A, л, l, и.

З аналізу похибок градуювання вимірювача напруженості поля випливає, що електромагнітні хвилі, що утворюють стандартне поле, повинні мати сферичний фронт, фазовий центр якого необхідно відносити на певну відстань. Очевидно, що відстань від допоміжної антени до антени вимірювача напруженості необхідно встановлювати найменшу, щоб або використовувати мінімальну територію полігона, або проводити градуювання у безехових камерах. Але для цього потрібно знати мінімальну відстань, з якої починається поле зі сформованим сферичним фронтом. Виведені співвідношення, за допомогою яких можна визначити мінімальні відстані, на яких можна вважати, що поле симетричного вібратора матиме сферичну форму хвильових поверхонь.

Відносне значення похибки у визначенні амплітуди напруженості поля обчислюється з виразу

 (10)

За формулою (10) можна встановити мінімальну відстань від вібратора до точки спостереження, яка забезпечує відносну похибку напруженості поля не більшу, чим допускають для стандартного поля. Як видно з формули (10) мінімальна відстань залежить від відносної довжини вібратора. У загальному випадку відстань залежить ще і від напряму у точку спостереження.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі:

– розглянуто приклади існуючих стандартів, методи і засоби вимірювання напруженості електромагнітного поля та щільності потоку потужності, обґрунтовано доцільність розробки комплексу вимірювання напруженості поля з підвищеною точністю та швидкодією;

– розроблено структурну схему автоматичного компаратора напруженості поля, що дає можливість вимірювати напруженість поля з похибкою, мінімальне значення якої становить долі відсотка, а швидкодія визначається тактовими імпульсами і може характеризуватися долями мілісекунд;

– розроблена структурна схема атенюатора з електронним керуванням побудована за принципом поділу вхідного потоку потужності на дві рівні частини і передачі двох потоків різними каналами, електрична довжина яких може змінюватись;

– розроблено структурну схему самофокусувальної антени з адаптивною поляризацією, яка не тільки фокусується в напрям приходу хвилі, але й адаптується до поляризації електромагнітного поля, що сприяє підвищенню точності вимірювання напруженості поля, а також швидкодії;

– пропонується структурна схема комплекса вимірювання параметрів електромагнітного поля, який включає в себе попередньо розроблені схеми атенюатора, компаратора і антени; дана схема дає можливість вимірювання не тільки напруженості поля, але й поляризаційних характеристик поля, а також напрямку приходу хвилі;

– виведена матриця розсіювання атенюатора з електронним керуванням, яка дає можливість визначати не тільки ослаблення, що вносить атенюатор у вимірювальну систему, але й керувати цим послабленням, змінюючи деякі елементи цієї матриці;

– розглянуто похибки, що виникають при роботі компаратора та доведено, що дані похибки в основному залежать від точності встановлення ослаблення атенюатора;

– проведений аналіз стійкості роботи схеми компаратора та доведено, що основним параметром, який впливає на цей показник є період комутації сигналу з вимірювальної антени та порівнювального сигналу. Значення періоду комутації не повинно перевищувати період зміни вимірювального сигналу;

– розроблено новий метод вимірювання діючої довжини антени з компенсацією відбитих від поверхні землі хвиль і виведені співвідношення для використання метода у вимірювальній практиці;

– проведений аналіз похибок , що виникають при калібруванні вимірювачів напруженості методом стандартного поля; виведені основні співвідношення для окремих компонентів похибок та побудовано відповідні графіки.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Ільницький Л.Я., Щербина О.А. Атенюатор з електронним керуванням у системах захисту інформації // Защита информации: Сборник научных трудов. - К.: НАУ, 2004.- Вип.2. С. 128-134.

2. Ільницький Л.Я., Щербина О.А. Адаптивний вимірювач параметрів електромагнітного поля // Електроніка та системи управління: Збірка наукових праць. - К.: НАУ, 2004. - Вип.2. С. 51-58.

3. Ільницький Л.Я., Щербина О.А. Компаратор напруженості електромагнітного поля з підвищеною швидкодією // Електроніка та системи управління: Збірка наукових праць. - К.: НАУ, 2005. - Вип.3(5). С. 74-78.

4. Ільницький Л.Я., Щербина О.А. Комп'ютерне керування самофокусувальною антеною з адаптивною поляризацією // Проблеми інформатизації та управління: Збірка наукових праць. - К.: НАУ, 2005.- Вип.12. С. 82-85.

5. Ільницький Л.Я., Щербина О.А. Матриця розсіювання атенюатора з електронним керуванням // Проблеми інформатизації та управління: Збірка наукових праць. - К.: НАУ, 2005.- Вип.4(15). С. 98-101.

6. Ільницький Л.Я., Щербина О.А. Компенсація відбитих хвиль при вимірюванні діючої довжини антени // Проблеми інформатизації та управління: Збірка наукових праць. - К.: НАУ, 2006.- Вип1(16). С. 76-81.

7. Деклараційний пат. на корисну модель № 5366 Україна. Атенюатор надвисоких частот з електронним керуванням / Ільницький Л.Я., Щербина О.А. - Опубл. 15.03.2005, Бюл. №3.

8. Деклараційний патент на корисну модель № 7135 Україна. Автоматичний вимірювач напруженості електромагнітного поля / Ільницький Л.Я., Щербина О.А. - Опубл. 15.06.2005, Бюл. №6.

9. Пат. на винахід № 73443 Україна. Автоматизований вимірювальний комплекс для радіомоніторингу електромагнітного поля / Ільницький Л.Я., Звєрєв В.П., Фецун А.В., Щербина О.А.- Опубл. 15.07.2005, Бюл. № 7.

10. Деклараційний патент на корисну модель № 10968 Україна. Самофокусовна антена з адаптивною поляризацією / Ільницький Л.Я., Щербина О.А. - Опубл. 15.12.2005, Бюл. №12.

11. Деклараційний патент на корисну модель № 11111 Україна. Адаптивний вимірювач параметрів електромагнітного поля / Ільницький Л.Я., Щербина О.А. - Опубл. 15.12.2005, Бюл. №12.

12. Ilnytsky L.Y. Shcherbina O.A. Automatic device for measuring the parameters of the electromagnetic field // Proc. of the 5^th International Conference on Antenna theory and techniques, Kyiv, Ukraine, 2005, pp. 399-401.

13. Ільницький Л.Я., Щербина О.А. Компаратор напруженості поля з підвищеною швидкодією // Матеріали 1-ї міжнародної науково-технічної конференції „Теорія та методи обробки сигналів”. - К.: НАУ, 2005. - С. 42 - 43.

14. Щербина О. А. Оглядовий аналіз методів вимірювання напруженості електромагнітного поля та приладів вимірювання // Матеріали 5 міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених „Політ-2005”. - К.: НАУ, 2005. - С. 786.

15. Ільницький Л.Я., Щербина О.А. Калібрування антени з урахуванням відбиття від землі // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції „Авіа-2006”. - К.: НАУ, 2006. - С. 23.48 - 23.52.

АНОТАЦІЇ

Щербина О.А. Автоматизація вимірювання напруженості поля. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.12.17 - „Радіотехнічні та телевізійні системи”. - Національний авіаційний університет, Київ, 2006.

Дисертація присвячена розробці структурної схеми автоматичного комплексу для вимірювання напруженості поля, що являється актуальним та важливим на даний час.

Проаналізований сучасний стан у сфері вимірювання параметрів електромагнітного поля. Визначені напрямки роботи для вдосконалення вимірювань. Розглянуто стандарти щодо максимальних значень напруженості поля та щільності потоку потужності, а також існуючі методи та засоби вимірювання напруженості поля.

Розроблено автоматичний вимірювальний комплекс, а також окремі складові комплексу, які дозволяють підвищити точність та швидкодію вимірювань.

Описано новий метод вимірювання діючої довжини антени з урахуванням впливу відбиття від земної поверхні.

Математично обґрунтовано складові схеми автоматичного вимірювального комплексу.

Ключові слова: напруженість електромагнітного поля, автоматичний вимірювальний комплекс, компаратор, атенюатор, адаптивна самофокусувальна антена, точність та чутливість.

Щербина О.А. Автоматизация измерения напряжённости поля. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.12.17 - „Радиотехнические и телевизионные системы”. - Национальный авиационный университет, Киев, 2006.

Диссертация посвящена разработке структурной схемы автоматического комплекса для измерения параметров электромагнитного поля, в том числе и напряженности поля, что является сейчас важным и актуальным.

Анализируется современное состояние сферы измерений характеристик электромагнитного поля и определяется направление работ по усовершенствованию измерений. Рассматриваются различные требования по значениям напряженности поля и плотности потока мощности.

Также рассмотрены методы измерения напряженности поля и структурные схемы типовых измерителей поля.

Разработан автоматический измерительный комплекс, который позволяет не только точно и быстро измерить напряженность электромагнитного поля, но и автоматически адаптируется к поляризации поля и направлению прихода волны. Разработаны также отдельные элементы данного комплекса.

Описан принципиально новый метод для измерения действующей длины антенны с учётом влияния отражения от земли. В данном методе используется вспомогательная измерительная антенна.

Математически описана работа отдельных элементов автоматического измерительного комплекса.

Ключевые слова: напряженность электромагнитного поля, автоматический измерительный комплекс, компаратор, аттенюатор, адаптивная самофокусирующаяся антенна, точность и чувствительность.

Shcherbina O.A. Automation of Field Strengths Measurement. - Manuscript.

Dissertation on competition for the science degree of engineering sciences candidate. Specialization 05.12.17 - „Radiotechnical and television systems”. - National aviation university, Kyiv, 2006.

The dissertation is devoted to development of the block diagram of the automatic complex for electromagnetic field parameters measurement, including field strength, that is now important and urgent.

The current status sphere of electromagnetic field characteristics measurements is analyzed and line of development works on measurements improvement is defined. The various requirements on field strength meanings and power flux density are considered.

Methods of field strength measurement and typical field-strength meter`s block diagrams also are considered.

The automatic measuring complex allows not only exactly and quickly measure of electromagnetic field strength but also automatically adapts for polarization and direction of incoming electromagnetic wave is developed. The separate elements of the given complex are developed also.

The essentially new method for antenna effective length measurement with due account for influence of reflection from ground is described . In the given method is used the auxiliary measuring aerial.

The separate elements of the automatic measuring complex operation is mathematically described.

Key words: electromagnetic field strength, automatic measuring complex, comparator, attenuator, adaptive self-focusing aerial, accuracy and sensitivity.

Размещено на Allbest.ru

...