Генератор зразкових сигналів із розширеним динамічним діапазоном для радіометричних систем міліметрових хвиль

Автор(и)

  • Сергій Миколайович Перегудов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0000-0001-8667-1654
  • Олексій Пилипович Яненко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0000-0001-5450-5619
  • Костянтин Шевченко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0000-0002-7222-9352

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347024070033

Ключові слова:

тепловий генератор шуму, генератор на ЛПД, вихідна потужність, радіометрична система, мікрохвильовий діапазон

Анотація

В роботі розглянуто принципи побудови та математична модель генератора шуму мм-діапазону. Він поєднує тепловий генератор шуму (ТГШ) та генератор шуму на лавинно-пролітному діоді (ЛПД), що дозволяє значно збільшити діапазон вихідної потужності та розширити область його застосування. Такий пристрій може використовуватись як джерело опорного сигналу в радіометричних системах (РС) медичного призначення, апаратурі зондування земної поверхні, системах контролю багажу в аеропортах, при вивченні процесів у фізиці плазми та ін. Запропонована математична модель дозволяє визначати параметри та характеристики генератора під час його роботи у складі надвисокочастотного тракту РС. Експериментальні дослідження генератора шумових сигналів підтвердили адекватність розробленої моделі та високу точність розрахунків основних параметрів генератора. Проведені дослідження забезпечують можливість побудови генератора опорних шумових сигналів з динамічним діапазоном до 40 дБ і похибкою відтворення вихідної потужності не більше 10% в діапазоні частот 55–73 ГГц.

Посилання

  1. B. Walter, W. Finsterle, S. Koller, P. L. Levesque, D. Pfiffner, W. K. Schmutz, “First TSI observations of the new compact lightweight absolute radiometer (CLARA),” 2017, uri: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2017AGUFMSH43B2811W/abstract.
  2. P. Sanò et al., “The passive microwave neural network precipitation retrieval (PNPR) algorithm for AMSU/MHS observations: description and application to European case studies,” Atmos. Meas. Tech., vol. 8, no. 2, pp. 837–857, 2015, doi: https://doi.org/10.5194/amt-8-837-2015.
  3. V. N. Ikonnikov, V. A. Kanakov, D. V. Savelyev, “Realization of a radiometric channel as part of the microwave sensing complex in the presence of permanent intrasystem narrowband interference,” Radiophys. Quantum Electron., vol. 60, no. 2, pp. 113–118, 2017, doi: https://doi.org/10.1007/s11141-017-9781-3.
  4. A. S. Turk, K. A. Hocaoglu, A. A. Vertiy, Subsurface Sensing. Wiley, 2011, uri: https://www.wiley.com/en-us/Subsurface+Sensing-p-9780470133880.
  5. R. Appleby, R. N. Anderton, “Millimeter-wave and submillimeter-wave imaging for security and surveillance,” Proc. IEEE, vol. 95, no. 8, pp. 1683–1690, 2007, doi: https://doi.org/10.1109/JPROC.2007.898832.
  6. A. A. Vertiy, A. V. Pavlyuchenko, F. Hacizade, A. Kholmatov, “3D sub-terahertz anaglyphic radiometric imaging system,” in 2013 International Kharkov Symposium on Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves, 2013, pp. 88–90, doi: https://doi.org/10.1109/MSMW.2013.6622201.
  7. V. K. Volosyuk, V. F. Kravchenko, B. G. Kutuza, V. V. Pavlikov, “Review of modern algorithms for high resolution imaging with passive radar,” in 2015 International Conference on Antenna Theory and Techniques (ICATT), 2015, pp. 1–6, doi: https://doi.org/10.1109/ICATT.2015.7136779.
  8. A. Yanenko, S. Peregudov, M. Prokofiev, K. Shevchenko, “Perspectives of the using mm-range radiometry in telecommunication systems of information transmission,” in 2019 3rd International Conference on Advanced Information and Communications Technologies (AICT), 2019, pp. 67–70, doi: https://doi.org/10.1109/AIACT.2019.8847751.
  9. А. В. Павлюченко, П. П. Лошицкий, “Дистанционная идентификация жидкости в закрытой диэлектрической емкости в миллиметровом диапазоне длин волн. 4. Многочастотное сканирование,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 3, pp. 139–153, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020030012.
  10. A. F. Yanenko, S. N. Peregudov, I. V. Fedotova, O. D. Golovchanska, “Eguipment and technologies of low intensity millimeter therapy,” Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, no. 59, pp. 103–110, 2014, doi: https://doi.org/10.20535/RADAP.2014.59.103-110.
  11. O. Yanenko, S. Peregudov, K. Shevchenko, V. Kychak, “Low-intensity signal modulation of the microwave physiotherapy equipment,” Bull. Kyiv Polytech. Institute. Ser. Instrum. Mak., no. 61(1), pp. 77–84, 2021, doi: https://doi.org/10.20535/1970.61(1).2021.237107.
  12. V. S. Gaevski, Y. V. Meshkov, A. D. Tuz, “Two models of medical radio thermometer,” in 2010 20th International Crimean Conference “Microwave & Telecommunication Technology,” 2010, pp. 1157–1158, doi: https://doi.org/10.1109/CRMICO.2010.5632932.
  13. O. Yanenko, S. Peregudov, V. Malanchuk, K. Shevchenko, O. Golovchanska, “Investigation of the electromagnetic properties of bone and soft tissue regeneration materials,” in 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), 2020, pp. 411–415, doi: https://doi.org/10.1109/TCSET49122.2020.235465.
  14. O. Yanenko, S. Peregudov, K. Shevchenko, V. Malanchuk, V. Shvydchenko, O. Golovchanska, “Electromagnetic properties and compatibility of implant materials for bone regeneration,” in 2022 IEEE 41st International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), 2022, pp. 318–322, doi: https://doi.org/10.1109/ELNANO54667.2022.9927088.
  15. I. Wireless Telecom Group, “NBS-series cryogenic primary noise standards,” Web-site. https://noisecom.com/products/standards.
  16. Noisewave Corp., “Noise diodes,” Web-site. https://noisewave.com/diodes.html.
  17. I. Wireless Telecom Group, “Calibrated sources,” Web-site. https://noisecom.com/products/calibrated-sources.
  18. N. Skou, D. M. Le Vine, Microwave Radiometer Systems: Design and Analysis. Boston, London: Artech House, 2006.
  19. В. Кессель, Д. Джаник, “Эталоны теплового шума: определение, реализация и методы сравнения,” ТИИЭР, vol. 70, no. 2, pp. 60–66, 1982.
  20. С. П. Ситько, Ю. А. Скрипник, А. Ф. Яненко, Аппаратурное Обеспечение Современных Технологий Квантовой Медицины. Киев: ФАДА, 1999.
  21. A. P. Yanenko, S. N. Peregudov, “Design of millimeter range generator for biomedical appliances,” in 2012 22nd International Crimean Conference “Microwave & Telecommunication Technology,” 2012, uri: https://ieeexplore.ieee.org/document/6336271.
  22. M. Steer, Fundamentals of Microwave and RF Design. North Carolina State University Libraries, 2019, uri: https://open.umn.edu/opentextbooks/textbooks/fundamentals-of-microwave-and-rf-design.
  23. D. M. Pozar, Microwave Engineering, 4th ed. New Jersey: Wiley and Sons, 2011, uri: https://www.wiley.com/en-us/Microwave+Engineering%2C+4th+Edition-p-9780470631553.
  24. O. Yanenko, K. Shevchenko, V. Malanchuk, О. Golovchanska, “Microwave evaluation of electromagnetic compatibility of dielectric remedial and therapeutic materials with human body,” Int. J. Biomed. Mater. Res., vol. 7, no. 1, p. 37, 2019, doi: https://doi.org/10.11648/j.ijbmr.20190701.15.
Використання розширеного діапазону ГШЛПД для дослідження електромагнітних властивостей імплантаційних матеріалів

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-03-25

Як цитувати

Перегудов, С. М., Яненко, О. П., & Шевченко, К. (2025). Генератор зразкових сигналів із розширеним динамічним діапазоном для радіометричних систем міліметрових хвиль. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 68(3), 182–192. https://doi.org/10.20535/S0021347024070033

Номер

Том 68 № 3 (2025)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка