Разработка и исследование модели отражателя-модулятора (WinWord zip-1Mb) (стр. 8 из 9)
1) В данной дипломной работе был разработан приближённый метод для моделирования отражателя – модулятора, который может быть использован для получения количественных и качественных характеристик модуляции, полученной в данном устройстве. Метод позволяет найти коэффициенты модуляции на трёх гармониках зондирующего сигнала, коэффициенты относительной нелинейной модуляции и токи в симметричном вибраторе отражателя-модулятора также на всех трёх гармониках.
2) В дипломной работе разработана методика моделирования симметричного вибратора эквивалентной схемной функцией электрической цепи. Были выведены формулы для получения коэффициентов схемной функции, которые приведены в ПРИЛОЖЕНИИ 1. Эти формулы были проверены и показали свою полную состоятельность. Подобный метод моделирования симметричного вибратора не встречался ещё ни в одной литературе, которая была бы посвящена вопросам моделирования. С использованием этой модели открываются большие возможности моделирования антенн при помощи специализированных пакетов расчёта электрических цепей. Кроме того, эта модель помогла понять суть процессов, протекающих в вибраторе, которые до этого во времени излагались не совсем корректно.
3) В этой работе была совершена попытка некого эвристического синтеза электрических схем по заданной схемной функции. Пока ещё трудно сказать, действительно ли этот способ синтеза справедлив во всех случаях для положительной вещественной функции двухполюсника, однако ясно пока одно, что с его помощью можно получить простые и изящные реализации RLC-двухполюсников, чем, например, используя метод Бруне, который требует значительных вычислительных затрат.
4) Проведён упрощённый теоретический анализ модулятора на диоде, с использованием аппроксимации его вольтамперной характеристики полиномом четвёртой степени. В ходе этого анализа была обнаружена ошибка в выводах дипломной работы предыдущего года, посвящённой этой же теме. Согласно выводам, полученным в данной дипломной работе, использование отражателя-модулятора на диоде ничуть не дороже, с энергетической точки зрения источника напряжения смещения, чем использование в отражателе-модуляторе варикапа. Были получены формулы для вывода требуемых напряжений источников сигнала, исходя из заданных коэффициентов модуляции, которые говорят, что можно получить сравнительно большие коэффициенты модуляции (10%) при сравнительно не больших нелинейных искажениях (10%). Более того, эти формулы были подтверждены моделированием отражателя-модулятора на ПЭВМ, потому что максимальная разница в расчётах составила порядка 25%, что является хорошим приближением.
5) Был уточнён расчёт энергетических характеристик системы перехвата в целом. С учётом расстояний до зондирующего передатчика и приёмника, возможным экранированием пространства, различными диаграммами направленности симметричного вибратора на разных гармониках зондирующего сигнала.
6) Была разработана мощная программа для моделирования трёх реализаций отражателя-модулятора (одна для диода, две для варикапа). Программа позволяет моделировать симметричный вибратор по заданным его характеристикам на трёх кратных частотах, синтезирует его эквивалентную электрическую схему, позволяет менять различные параметры остальных элементов устройства, позволяет задавать все сигналы в аналитическом в виде, что делает её не заменимым инструментом при исследовании отражателя-модулятора. Программа показала результаты, которые полностью отвечают теоретическим исследованиям, и явилась их наглядным пособием.
7) В работе были описаны меры для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека вредных факторов, связанных с работой на персональных электронно-вычислительных машинах, определены санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к условиям работы на компьютере.
8) Моделирование устройства на ПЭВМ позволило сэкономить значительные денежные средства и сделало работу по исследованию более гибкой и не долгой по времени, что явилось причиной её сравнительно дешевизны.
Дальнейшее использование выводов и моделей, разработанных в этой работе позволить получить более качественные отражатели-модуляторы с оптимальными характеристиками, кроме того, появиться возможность реального моделирования на ПЭВМ процессов обработки сигналов, полученных в модели отражателя-модулятора.
1. Харкевич А.А. Основы радиотехники М.: «Связьиздат», 1962г. – 560с.
3. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи М.: 1996г. 239с.
8. Радиоэлектронные системы: Методические указания к дипломному проектированию/ Астрецов Д.В., Лысенко Т.М. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1995г. 36с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Основные расчётные формулы для вычисления коэффициентов.
 |
Результирующие графики, полученные в ходе цифрового моделирования
Блок-схема моделирующей программы
Ниже на графиках будут приведены данные цифрового моделирования.
Все данные разбиты на три большие группы. Эти группы определяются схемой отражателя-модулятора: первой группе соответствует схема, изображённая на рис.3.1; второй схема – рис.3.2; третьей – рис.3.3. Каждая из этих групп разбита ещё на три подгруппы, которые отвечают за отдельный эксперимент: первый эксперимент – снятие зависимостей параметров модуляции от частоты зондирующего сигнала (частота изменялась в пределах ±5%); второй эксперимент – снятие зависимостей параметров модуляции от амплитуды модулирующего напряжения (напряжение изменялось от 0 до 1В); третий эксперимент заключался в снятии зависимостей параметров модуляции от амплитуды напряжения высокочастотного сигнала (амплитуда изменялась от 0,5 – 1,5В). Под параметрами модуляции здесь понимаются такие величины как: полный индекс модуляции, фазовый угол модуляции, и относительные нелинейные коэффициенты модуляции. Все эти параметры находились путём нахождения необходимых спектральных составляющих тока вибратора, и дальнейшим их преобразованием.
Каждая подгруппа имеет по три графика, на каждом из которых изображены три кривые, соответствующие одному параметру для трёх кратных частот: частота зондирующего сигнала, удвоенная частота и утроенная частота. Эти параметры имеют соответствующие индексы, отвечающие номеру гармоники в порядке возрастания. Первый график во всех подгруппах отвечает за полные коэффициенты модуляции, второй график отвечает за относительные нелинейные коэффициенты модуляции, а третий за фазовый угол модуляции.
 |
