Обсяг пояснювальної записки магістерської дисертації становить 115 сторінок, які включають в себе 6 розділів, 70 ілюстрації, 3 таблиці, 29 бібліографічних найменувань за переліком джерел посилань.
Актуальність теми дослідження. Розробка інтегральних схем генераторів короткохвильової частини сантиметрового і міліметрового діапазонів довжин хвиль є актуальною задачею, від вирішення якої залежить успіх просування сучасних засобів зв’язку у нові, відносно вільні ділянки радіоспектру. Даний пристрій можна використовувати як для передачі інформації так і для радіолокації або навіть для створення лабораторного обладнання. Використання більш високих частот для передачі інформації дозволяє використовувати повторно ту ж саму частоту на відносно невеликих відстанях, в силу великого затухання в просторі та спрямованих антен з вузькою діаграмою спрямованості. Отже, отримання спектрально чистих коливань генераторів в нових діапазонах частот з одночасними вимогами щодо їх серійноспроможності і низької вартості є задачею, яка активно вирішується сьогодні в світі.
Мета і задачі дослідження. Отримати результати дослідження, на основі яких можна буде створювати генератори міліметрового діапазону довжин хвиль із розрахованими характеристиками, які мають високу кореляцію із практичними результатами. Завдання:
1. Проаналізувати фактори, які пливають на стабільність роботи цифрових систем зв’язку та аналіз існуючих рішень генераторів міліметрового діапазону довжин хвиль.
2. Розробка структурної схеми НВЧ частини гетеродина.
3. Розробка принципової схеми гетеродину.
4. Розробка вузлів генератора (петля ФАПЧ, джерела живлення, програма мікроконтролера, генератор опорної частоти та інші).
5. Експериментальні дослідження гетеродину.
Об’єкт дослідження. Технологія розробки гетеродину міліметрового діапазону довжин хвиль.
Предмет дослідження. Щільність потужності фазового шуму гетеродину на різних відстроюваннях від носійної частоти.
Методи дослідження. Аналіз факторів, які впливають на стабільність роботи цифрових систем зв’язку. Отримання математичної моделі для розрахунку фазового шуму. Електродинамічне моделювання.
Наукова новизна одержаних результатів. Генератор міліметрового діапазону на основі інтегральних мікросхем, дане рішення має перевагу над аналогами : швидка перестройка частоти, дешевизна, низьке значення середньоквадратичного фазового шуму на рівні 3.77°.
Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати можна використовувати для проектування систем зв’язку, радіолокаторів, лабораторних генераторів, та інших систем.The volume of the master's dissertation is 115 pages and includes 6 sections, 70 illustrations, 3 tables, 29 bibliographic references.
Relevance of the research topic: The development of integrated circuits for generators of the short-wavelength part of the centimeter and millimeter wavelength ranges is an urgent task, the solution of which determines the success of the promotion of modern means of communication in new, relatively free parts of the radio spectrum. This device can be used for both information transmission and radar or even for the development of laboratory equipment. The use of higher frequencies for information transmission allows the reuse of the same frequency over relatively short distances, due to the large attenuation in space and directional antennas with a narrow radiation pattern. Therefore, obtaining spectrally pure oscillations of generators in new frequency ranges with simultaneous requirements for their serial capacity and low cost is a task that is being actively addressed in the world today.
The purpose and objectives of the study: Obtain the results of the study, on the basis of which it will be possible to develop generators of the millimeter wavelength range with calculated characteristics that have a high correlation with practical results. Tasks:
1. To analyze the factors that affect the stability of the digital communication systems and the analysis of existing solutions of generators of the millimeter wavelength range.
2. Development of the structural scheme of the microwave part.
3. Development of a schematic diagram of a local oscillator.
4. Development of generator units (PLL loop, power supplies, microcontroller program, reference oscillator, etc.).
5. Experimental studies of local oscillators.
Object of study: Technology for the development of a millimeter-wavelength local oscillator.
Subject of study. The power density of the phase noise of the local oscillator at different detuning from the carrier frequency.
Research methods. Analysis of factors that affect the stability of digital communication systems. Obtaining a mathematical model for calculating phase noise. Electromagnetic modeling.
Scientific novelty of the obtained results. Millimeter-range generator based on integrated circuits, this solution has an advantage over analogues: fast frequency tuning, low cost, low value of RMS phase noise at 3.77 °.
The practical significance of the obtained results. The results can be used to design communication systems, radars, laboratory generators, and other systems.Объем объяснительной записки магистерской диссертации составляет 115 страниц, которые включают в себя 6 разделов, 70 иллюстрации, 3 таблицы, 29 библиографических наименований по перечню источников ссылок.
Актуальность темы исследования: Разработка интегральных схем генераторов коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн является актуальной задачей, от решения которой зависит успех продвижения современных средств связи в новые, относительно свободные участки радиоспектра. Данное устройство можно использовать как для передачи информации так и для радиолокации или даже для создания лабораторного оборудования. Использование более высоких частот для передачи информации позволяет использовать повторно ту же частоту на относительно небольших расстояниях, в силу большого затухания в пространстве и направленных антенн с узкой диаграммой направленности. Таким образом, получение спектрально чистых колебаний генераторов в новых диапазонах частот с одновременными требованиями по их серийноспроможности и низкой стоимости является задачей, которая активно решается сегодня в мире.
Цель и задачи исследования: Получить результаты исследования, на основе которых можно будет создавать генераторы миллиметрового диапазона длин волн с рассчитанными характеристиками, которые имеют высокую корреляцию с практическими результатами. Задания:
1. Проанализировать факторы, плывущие на стабильность работы цифровых систем связи и анализ существующих решений генераторов миллиметрового диапазона длин волн.
2. Разработка структурной схемы СВЧ части гетеродина.
3. Разработка принципиальной схемы гетеродина.
4. Разработка узлов генератора (петля ФАПЧ, источники питания, программа микроконтроллера, генератор опорной частоты и другие).
5. Экспериментальные исследования гетеродина.
Объект исследования: Технология разработки гетеродина миллиметрового диапазона длин волн.
Предмет исследования: Плотность мощности фазового шума гетеродина на разных отстройке от несущей частоты.
Методы исследования: Анализ факторов, влияющих на стабильность работы цифровых систем связи. Получение математической модели для расчета фазового шума. Электродинамическое моделирования.
Научная новизна полученных результатов: Генератор миллиметрового диапазона на основе интегральных микросхем, данное решение имеет преимущество перед аналогами: быстрая перестройка частоты, дешевизна, низкое значение среднеквадратичного фазового шума на уровне 3.77 °.
Практическое значение полученных результатов: Полученные результаты можно использовать для проектирования систем связи, радиолокаторов, лабораторных генераторов и других систем
