ISSN 2588-0454 · EISSN 2588-0462

Язык: ru

Статья: КОЭФФИЦИЕНТ ШУМА: ОЦЕНКА ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАДИОФОТОННОГО ТРАКТА НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА (2024)

Читать

Читать онлайн

В радиофотонных системах передачи СВЧ-сигналов, как и в любых радиоэлектронных системах, шумовые характеристики определяют потенциальные возможности по точности и дальности действия. Предложено в качестве меры отличия шумовых характеристик оптоэлектронных преобразователей СВЧ-сигналов от идеала использовать коэффициенты шума элементов, входящих в их состав. На примере оптоэлектронного (ОЭ) СВЧ-генератора показано действие такого критерия. Опираясь на результаты исследования шумовых параметров ОЭ СВЧ-генератора, получены количественные характеристики преобразования источников шумов элементов, входящих в состав ОЭ генератора, во флуктуации фазы и амплитуды выходного СВЧ-колебания. Выполнен анализ взаимодействия шумов элементов ОЭ генератора с СВЧ гармоническим колебанием. Разработана методика измерения характеристик преобразования шумов с использованием коэффициента шума. Приведены результаты измерения шумовых характеристик взаимодействия гармонического колебания с аддитивным и мультипликативным шумом оптоэлектронных компонентов. По значениям коэффициента шума оцениваются возможности уменьшения уровней шумов преобразователей СВЧ-сигналов и даются рекомендации по уменьшению влияния шумов.

Ключевые фразы: коэффициент шума, радиофотоника, оптоэлектроника, СВЧ-генератор, оптоэлектронный свч-генератор, ФАЗОВЫЙ ШУМ

Автор (ы): Лучинин Александр Сергеевич

Соавтор (ы): Малыгин Иван Владимирович

Журнал: URAL RADIO ENGINEERING JOURNAL

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

УДК: 621.391.822. Шумы
681.785.6. Прочие приборы для измерения оптических свойств

Для цитирования:

ЛУЧИНИН А. С., МАЛЫГИН И. В. КОЭФФИЦИЕНТ ШУМА: ОЦЕНКА ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАДИОФОТОННОГО ТРАКТА НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА // URAL RADIO ENGINEERING JOURNAL. 2024. Т. 8 № 2

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Урик-мл. В. Дж., МакКинни Дж. Д., Вилльямс К. Дж.; Белкин М. Е., Мельников И. В., Яковлев В. П. (пер. с англ.); Боев С. Ф., Сигов А. С. (ред.) Основы микроволновой фотоники. М.: Техносфера; 2022. 376 с.

2. Быстров Р. П., Соколов С. А., Черепенин В. А. Системы и устройства на основе радиофотоники применительно к радиолокации. Журнал радиоэлектроники. 2017;(6):1-17. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun17/3/text.pdf (дата обращения 26.06.2024). EDN: ZFHYIF

3. Чиров Д. С., Кочетков Ю. А. Применение технологий радиофотоники в интересах формирования и обработки широкополосных радиолокационных сигналов. DSPA: Вопросы применения цифровой обработки сигналов. 2020;10(1):15-24. EDN: PTFJWH

4. Белоусов А. А., Вольхин Ю. Н., Гамиловская А. В., Дубровская А. А., Тихонов Е. В. О применении методов и средств радиофотоники для обработки сигналов дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн. Прикладная фотоника. 2014;(1):65-86. EDN: TXNYLJ

5. Голов Н. А., Усачев В. А., Боев С. Ф., Савченко В. П., Шулунов А. Н., Зубарев Ю. Б. Эволюция радиофотоники и перспективы ее применения в радиолокации. V Всероссийская научно-техническая конференция “РТИ Системы ВКО - 2017”: труды конференции. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана; 2018. С. 292-320. EDN: ZAIUUX

6. Zeina Abdallah. Microwave sources based on high quality factor resonators: modeling, optimization and metrology. Optics / Photonic. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2016. English. NNT: 2016TOU30267 HAL Id: tel-01445614. URL: https://theses.hal.science/tel-01445614/file/2016TOU30267b.pdf (accessed 27.06.2024).

7. Nardelli N. V., Fortier T. M., Pomponio M., Baumann E., Nelson C., Schibli T. R., et al. 10 GHz generation with ultra-low phase noise via the transfer oscillator technique. APL Photonic. 2022:7(2):1-11. URL: https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=933231 (аccessed 28.06.2024). DOI: 10.1063/5.0073843 EDN: SCPNKQ

8. Bluestone A., Spencer D. T., Srinivasan S., Guerra D., Bowers J. E., Theogarajan L. An Ultra-Low Phase-Noise 20-GHz PLL Utilizing an Optoelectronic Voltage-Controlled Oscillator. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2015;63(3):1046-1052. EDN: VAFGGM

9. Борцов А. А. Влияние добротности резонатора лазера на радиочастотные фазовые шумы в сверхмалошумящем оптоэлектронном генераторе. Электромагнитные волны и электронные системы. 2012;17(11):48-55. EDN: PJZHDP

10. Чиж А. Л., Микитчук К. Б., Скоторенко И. В. Оптоэлектронный опорный генератор X-диапазона частот для радиолокационных систем. Квантовая электроника. 2021;51(3):254-259. EDN: XEAQIM

11. Ustinov A. B., Kondrashov A. V., Nikitin A. A., Lebedev V. V., Petrov A. N., Shamrai A. V., et al. A tunable spin wave photonic generator with improved phase noise characteristics. Journal of Physics: Conference Series. 2019;1326(1):012-015. DOI: 10.1088/1742-6596/1326/1/012015 EDN: GXNOFL

12. Блакьер О. Анализ нелинейных систем. М.: Мир; 1969. 388 с.

13. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа; 1988. 448 с.

14. Айнбиндер И. М. Шумы радиоприемников. (Основы обобщенной теории и инженерного расчета). М.: Связь; 1974. 328 с.

15. Ван дер Зил А. Шум. Источники, описание, измерение. М.: Советское радио; 1973. 228 с.

16. North D. O. The absolute sensitivity of radio receivers. RSA Review. 1942;6:332-343.

17. Friis H. T. Noise figures of radio receivers. Proceedings of the IRE. 1944;32:419-422.

18. Лучинин А. С., Малыгин И. В., Журавлев А. А., Струк В. К. Источники шума в оптоэлектронных СВЧ автогенераторах. СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2021;(3):427-428. EDN: XDJLQN

19. Лучинин А. С., Малыгин И. В. Исследование источников шумов в оптоэлектронном СВЧ генераторе на основе оптической линии задержки. Фотон-экспресс. 2021;6(174):188-189. EDN: MOMNFO

20. Лучинин А. С., Малыгин И. В. Измерение фазовых и амплитудных шумов полупроводниковых лазеров. Методика измерений. Калибровка. Результаты. Журнал радиоэлектроники. 2023;(8):1-28. DOI: 10.30898/1684-1719.2023.8.2 EDN: LMIFGW

21. Жалуд В., Кулешов В. Н.; Нарышкин А. К. (ред.) Шумы в полупроводниковых устройствах. М.: Советское радио; 1977. 416 с.

22. Leeson D. A Simple Model of Feedback Oscillator Noise Spectrum. IEEE Proceedings. 1966;54(2):329-332.

23. Volyanskiy K., Chembo Y. K., Larger L., Rubiola E. Contribution of laser frequency and power fluctuations to the microwave phase noise of optoelectronic oscillators. Journal of Lightwave Technology. 2010;28(18):2730-2735. DOI: 10.1109/JLT.2010.2064230 EDN: MXGHOH

24. Cahill J.P, Zhou W., Menyuk C. R. Additive phase noise of fiber-optic links used in photonic microwave-generation systems. Applied Optics. 2017;56(3): b18-b25. EDN: YWKWGZ

25. Чиж А. Л., Микитчук К. Б. Преобразование шумов в оптоэлектронных генераторах СВЧ на линиях задержки. Квантовая электроника. 2021;51(3):260-264. EDN: VHZZOM

26. Romisch S., Kitching J., Ferre-Pikal E., Hollberg L., Walls F. L. Performance evaluation of an optoelectronic oscillator. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 2000;47(5):1159-1165.

Выпуск

Т. 8 № 2 (2024)

Кол-во страниц: 105 страниц

Другие статьи выпуска

ПРИМЕНЕНИЕ ФУНКЦИЙ ГРИНА СТРАТИФИЦИРОВАННЫХ СРЕД ДЛЯ РАСЧЕТА ПОЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ АНТЕНН ВБЛИЗИ ОТРАЖАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ (2024)

Авторы: Таха Аль-Мамури Аднан Мохаммед, Шабунин Сергей Николаевич

Рассматривается метод расчета электромагнитного поля, излучаемого апертурной антенной вблизи отражающей границы. Для анализа используется модель элемента Гюйгенса. Электромагнитное поле рассчитывается с использованием тензорных функций Грина, учитывающих неоднородную структуру среды под границей. В качестве источника рассматриваются электрический и магнитный токи. Стандартные программы электромагнитного моделирования, использующие численные методы решения, требуют определения компонентов поля во всей области выделенного бокса проектирования. Предложенный подход позволяет рассчитывать распределение амплитуды и фазы всех компонентов поля только в желаемой области. Параметры слоистой среды под отражающей границей учитываются в записи характеристических частей функций Грина, чем обеспечивается многократный выигрыш вычислительных ресурсов. Приведены картины электромагнитного поля, рассчитанные предложенным методом и в программе ANSYS HFSS. Показано, что использование объемной сетки дискретизации среды в программе ANSYS HFSS приводит к фантомным дефектам структуры поля, проявлению его асимметричности даже при симметричном положении источников. Приведены картины поля как для элемента Гюйгенса, так и открытого конца прямоугольного волновода для разных видов отражающей границы. Отмечена монотонность и физическая правдоподобность полученных решений. Рассмотрено изменение коэффициента отражения от границы с учетом кривизны фазового фронта излучателя в ближней зоне. Предложенная модель может быть применена для разработки отечественных программных средств электромагнитного моделирования.

Сохранить в закладках

ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 2-ММ ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН НА ОСНОВЕ ДИОДОВ С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ (2024)

Авторы: Билинский Кирилл Владимирович, Кулешов Григорий Евгеньевич, Бадьин Александр Владимирович, Дорожкин Кирилл Валерьевич

Представлены результаты разработки и исследования детектора электромагнитного излучения 2-мм диапазона длин волн на основе последовательной пары диодов с барьером Шоттки (ДБШ). Описана реализованная волноводно-микрополосковая конструкция детектора и принцип действия. Рассмотрен линейный расчет характеристик детектора и модель нелинейного элемента на основе эквивалентных параметров ДБШ в рабочем режиме. Показаны методики измерения характеристик детектора. Приведены экспериментальные результаты чувствительности по напряжению, чувствительности по току, возвратных потерь входа детектора. Исследована зависимость падения напряжения на последовательной паре ДБШ от мощности КВЧ-сигнала. Также исследованы зависимости чувствительности по напряжению и КСВн-входа детектора от величины тока смещения. Рассмотрено влияние эквивалентных параметров нелинейного элемента на чувствительность по напряжению и КСВн входа детектора.

Сохранить в закладках

АНАЛИЗ АРИФМЕТИЧЕСКОГО МОДУЛЯРНОГО КОДА ПРИМЕНИТЕЛЬНО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ ГЛОНАСС (2024)

Авторы: Гогадзе Илья Сергеевич

В статье исследуется эффективность модулярного кодирования для передачи информационного сообщения в условиях низкого отношения энергии бита к шуму. Анализ проводился в рамках проекта по совершенствованию действующей системы ГЛОНАСС и включал в себя сравнение с усеченным кодом Хэмминга (85,77). В ходе анализа были рассчитаны минимальные арифметические операции, необходимые для кодирования обоих кодов, и оценена помехоустойчивость модульного кодирования. При сравнении требуемых для кодирования арифметических операций модулярный код имеет преимущество только в тех случаях, когда числовая информация сопоставима с основаниями системы. Кроме того, его помехоустойчивость уступает коду Хэмминга при передаче того же количества информационных битов. Однако при уменьшении оснований системы модульный код все же будет иметь большее преимущество. Также следует отметить, что система обладает такими свойствами, как возможность параллельной обработки закодированной информации и гибкие методы декодирования информации.

Сохранить в закладках

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАКУРСА ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ЦЕЛИ НА ЕЕ РАДИОЛОКАЦИОННОМ ИЗОБРАЖЕНИИ (2024)

Авторы: Доросинский Леонид Григорьевич, Виноградова Нина Сергеевна

Статья посвящена проблеме определения ракурса надводного корабля по его радиолокационному изображению, полученному в радиолокаторах с синтезированной апертурой. К основным методам решения названной задачи относятся классический байесов метод многоальтернативной проверки гипотез и его модификации и/или метод классификации надводных кораблей, расположенных под различными ракурсами, с помощью искусственных нейронных сетей (ИНС). В работе показано, что для достижения высокой эффективности распознания ракурсов при использовании ИНС необходимо обладать значительными вычислительными ресурсами, а также иметь доступ к большой, репрезентативной и масштабной обучающей выборке. При наличии достаточных вычислительных и временных ресурсов ИНС демонстрирует высокие результаты в разнообразных условиях наблюдения, однако стоит отметить, что для их эффективного обучения требуется значительное количество процессорного времени, составляющее несколько часов. В то же время классические методы способны проводить вычисления за доли секунды, даже на сравнительно маломощных устройствах. Также стоит учесть, что с увеличением числа распознаваемых классов ИНС могут потреблять до десятков гигабайт оперативной памяти, что ограничивает доступность этого метода в задаче распознавания ракурсов пространственно-распределенных целей.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: УрФУ
Регион: Россия, Екатеринбург
Почтовый адрес: 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
Юр. адрес: 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
ФИО: Кокшаров Виктор Анатольевич (Ректор)
E-mail адрес: rector@urfu.ru
Контактный телефон: +7 (343) 3754507
Сайт: https://urfu.ru/ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.