Розвиток теоретичних основ побудови радіовимірювальних приладів з комутаційно-модуляційним перетворенням

Abstract

Дисертація присвячена питанням підвищення чутливості і точності, розширення діапазону робочих частот та функціональних можливостей радіовимірювальних приладів за рахунок використання нових методів та засобів перетворення, виділення та вимірювання інформативних параметрів низькоінтенсивних високочастотних монохроматичних та шумових сигналів на фоні власних шумів перетворювальних елементів трактів вимірювальної апаратури з використанням комутаційно-модуляційних перетворень. Проаналізована системи перетворень властивостей досліджуваних об’єктів при радіовимірюваннях, промодельований та досліджений зв'язок електрофізичних параметрів речовини з її фізико-механічними властивостями, показана принципова можливість використання радіовимірювальних приладів для вимірювання параметрів речовин. Обґрунтовано можливість використання власного радіотеплового випромінювання для оцінки якісних та кількісних характеристик досліджуваних об'єктів, проаналізований механізм його виникнення та енергетичні характеристики для різних частотних діапазонів. Досліджені принципи структурної побудови радіовимірювальних приладів з сенсорами, які можна вважати елементами з зосередженими параметрами та сенсорами з розподіленими параметрами. Запропоновано нові структури радіовимірювальних приладів з такими сенсорами, показано можливість підвищення їх точності та чутливості. Розглянуто характеристики НВЧ-радіометрів, які впливають на результат і похибки вимірювання та сформульовані визначення метрологічних характеристик, які властиві радіометрам ближньої дії. Показано, що основними джерелами мультиплікативних та адитивних похибок у модуляційних радіометрах НВЧ діапазону є елементи високочастотного тракту. Проведена оцінка впливу параметрів перемикача комутаційно-модуляційного перетворювача на значення введених комплексних параметрів вхідної частини радіометричного приладу.

З використанням запропонованих в роботі нових технічних рішень створені радіовимірювальні прилади, які дозволили здійснити вимірювання параметрів ряду матеріалів природного та штучного походження. Розроблені технічні рішення захищені патентами України, впроваджені в експлуатацію та використовуються у Головній організації з метрологічного забезпечення електричних та радіотехнічних вимірювань МОЗ України — НДЦ квантової медицини ―Відгук‖, м. Київ, Казенному науково-дослідному підприємстві "Кварсит", м. Костянтинівка, використовуються у Київському національному університеті технологій та дизайну, в Національному технічному університеті України «КПІ»

Диссертация посвящена вопросам повышения чувствительности и точности, расширению диапазона рабочих частот и функциональных возможностей радиоизмерительных приборов за счет использования новых методов и средств преобразования, выделения и измерения информативных параметров низкоинтенсивных высокочастотных монохроматических и шумовых сигналов на фоне собственных шумов преобразовательных элементов трактов измерительной аппаратуры с использованием коммутационно-модуляционных преобразований. Проанализирована система преобразований свойств исследуемых объектов при радиоизмерениях, промоделирована и исследована связь электрофизических параметров веществ с их физико-химическими свойствами, показана принципиальная возможность использования радиоизмерительных приборов для измерения параметров веществ. Исследованы принципы структурного построения радиоизмерительных приборов с сенсорами, которые имеют сосредоточенные и распределенные параметры. Предложены новые структуры радиоизмерительных приборов с такими сенсорами, показана возможность повышения их точности и чувствительности. Рассмотрены характеристики СВЧ-радиометров, которые оказывают определяющее влияние на точность измерения. С использование предложенных в работе новых технических решений созданы радиоизмерительные приборы, позволившие измерить параметры ряда материалов естественного и искусственного происхождения Разработанные технические решения защищены патентами Украини, внедрены в эксплуатацию и используются в Головной организации по метрологичному обеспечению электрических и радиотехнических измерений МОЗ Украины — НДЦ квантовой медицины ―Відгук‖, г. Киев, Казенном научно-исследовательском предприятии "Кварсит", г. Константиновка, Киевском национальном университете технологий и дизайна, Национальном техническом университете Украины «КПИ»

Dissertation is devoted to increase the sensitivity and accuracy, expanding bandwidth and functionality of radio devices. Use new methods and means of transformation, separation and measurement of informative parameters of low-intensity signals against the intrinsic noise of the transducer elements paths instrumentation using switching and modulation changes. We analyzed the system changes the properties of the objects in the radio measurements. Received model and investigated the electrical connection settings substances with their physical and chemical properties. Principal possibility of use of radio devices for measuring substances. We studied the principles of structural construction of radio devices with a variety of sensors. Proposed new structure of radio equipment the opportunity of enhancing their accuracy and sensitivity. The characteristics of microwave radiometers that have a decisive influence on the measurement accuracy. With the use of the proposed new technical solutions created radio devices, will measure parameters of materials natural and artificial origin. Developed technical solutions protected by patents of Ukraine, introduced in operation and are used in the Head Office of metrological ensure electrical and electronic measurements of Ministry of Health of Ukraine - NDC quantum medicine "Vіdguk" (Kiev), state scientific research enterprise "Kvarsit" (Konstantinovka), Kiev National University of Technology and Design, the National Technical University of Ukraine "KPI".