Презентация Біліченко (1)

1.

Міністерство освіти і науки України
Харківський національний університет радіоелектроніки
Кафедра ПЕЕА
Аналіз та синтез алгоритмів для
багатозондового мікрохвильового
мультиметра
Здобувач Біліченко Михайло Павлович
Науковий керівник проф.Хорошайло Ю.Є.
2025

2.

МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ
Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню, аналізу та розробці
алгоритмів обробки вимірювальних сигналів у багатозондових
мікрохвильових мультиметрах.
У даній кваліфікаційній роботі розглянуто принципи побудови
та функціонування багатозондового мікрохвильового мультиметра,
призначеного для вимірювання параметрів сигналів та трактів
у
діапазоні надвисоких частот.
На основі теоретичних досліджень виконано синтез алгоритмів,
розроблено математичну модель процесу вимірювання.
Результати роботи можуть бути використані при розробці
сучасних
мікрохвильових
вимірювальних
приладів,
антенних
решіток, систем дистанційного зондування та радіолокаційних
комплексів.
2

3.

МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ СИГНАЛІВ НВЧ
Сигнал НВЧ характеризують потужністю Р, а тракт, до
яких ставляться хвилеводи, коаксіальні й мікросмугові лінії,
характеризується комплексним коефіцієнтом відбиття (ККВ)
навантаження Г. Інші важливі параметри можна розрахувати на
основі значення коефіцієнта відбиття. Це такі параметри як:
елементи матриці розсіювання (S параметри), коефіцієнт
стоячої хвилі навантаження (КХВН), повний опір навантаження
Z, яке розраховується за допомогою кругової діаграми
Вольперта- Смита.
Вимірюванню підлягає прохідна, падаюча і відбита
потужність.
Для
вимірювання
параметрів
трактів
НВЧ
застосовуються такі методи як поляризаційний метод, метод
спрямованого відгалужувача, метод дванадцятиполюсника, метод
вимірювальної лінії.
3

4.

БАГАТОЗОНДОВИЙ МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ
СИГНАЛІВ І ТРАКТІВ НВЧ
Багатозондовий
метод
вимірювання
параметрів сигналів і трактів НВЧ −
це метод дослідження мікрохвильових
сигналів, який полягає в одночасному
або почерговому зніманні сигналу в
кількох точках уздовж лінії передачі
за
допомогою
системи
зондових
датчиків (зондів).
На
відміну
від
однозондових
методів,
багатозондовий
підхід
дозволяє
отримувати
просторовий
розподіл параметрів електромагнітної
хвилі, що суттєво підвищує точність
вимірювань.
4

5. Аналіз алгоритмів багатозондового мікрохвильового мультиметра

АНАЛІЗ АЛГОРИТМІВ БАГАТОЗОНДОВОГО МІКРОХВИЛЬОВОГО
МУЛЬТИМЕТРА
алгоритм з компенсацією
похибки неузгодження для
3, 4, 5 датчиків
двохетапний алгоритм
обчислення прохідної
потужності з проміжними
змінними
де
метод найменших квадратів для
надлишкової системи рівнянь
5

6. Синтез Моделі багатополюсного мікрохвильового мультиметру з використанням матриці передачі

СИНТЕЗ МОДЕЛІ БАГАТОПОЛЮСНОГО МІКРОХВИЛЬОВОГО
МУЛЬТИМЕТРУ З ВИКОРИСТАННЯМ МАТРИЦІ ПЕРЕДАЧІ
bio bi
TL i
input
b
TL i
T
aio
потужність, що поглинається і-м зондом
T TL1 , T i TLi TT i 1, i 2,...N
1
(1)
сигнал датчика через
матрицю передачі
2
2
a
ai
матриці передачі
Pi Bib Ci a B
TL i
T
2
A C
2
2
Pi Bib Ci a B
де
2
2
2
2
2
2
2
2
A C
2
a . (2)
2
i
B T11 T21 1,
2
ai . (3)
A T12 T22 1,
C T11T12 T21T22 .
6

7. Часний випадок датчиків, які мають еквівалентну електричну схему у вигляді паралельного опору

ЧАСНИЙ ВИПАДОК ДАТЧИКІВ, ЯКІ МАЮТЬ ЕКВІВАЛЕНТНУ
ЕЛЕКТРИЧНУ СХЕМУ У ВИГЛЯДІ ПАРАЛЕЛЬНОГО ОПОРУ
зв’язок між потужністю,
поглиненою довільним зондом, та
падаючою і відбитою хвилями на
виході багатозондового
перетворювача.
(4)
2
Pi Bib Ci a B
де
2
2
A C
2
рівняння (4) може бути подано у
спрощеному й зручному для практичного
використання вигляді (7), що дозволяє
безпосередньо визначати поглинену
потужність за відомими характеристиками
хвиль на виході перетворювача.
i
i
Bi BT11
CT21
,
i
i
Ai BT12
CT22
.
матриця передачі
датчика, який має
еквівалентну електричну
схему у вигляді
паралельного опору
2 Y
T 2
T
T 11 12
T21 T22 Y
2
Y
2
,
2 Y
2
2
ai .
Після підстановки елементів
передачі матриці (5) у загальну
залежність (4) отримано формулу
(6)
2 2
2
(6)
B A C 0,
2
Pi кi Pn 1 Gi н , i 1,...N
(7)
де
2
(5)
2
кi Bi , Pn b , Gi Ai / Bi , a / b
7

8.

ОХОРОНА ПРАЦІ
11

9.

ВИСНОВКИ
Багатозондовий метод вимірювання параметрів НВЧ-сигналів і
трактів, незважаючи на те, що відомий досить давно, має ресурси для
підвищення точності за рахунок оптимальної обробки сигналів
датчиків.
У кваліфікаційній роботі вирішене наукове завдання підвищення
точності багатозондового методу вимірювання параметрів сигналів і
трактів НВЧ.
Найбільш важливими науковим і практичним результатами отриманими
в роботі є метод обробки сигналів датчиків, що дозволяє розрахувати
прохідну
потужність,
модуль
та
фазу
коефіцієнта
відбиття
навантаження .