Генерация хаотических колебаний микроволнового диапазона в автоколебательных системах с несколькими активными элементами

• Автор: Никишов, Артём Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Распределенная автоколебательная система

с трёмя активными элементами

Введение

1.1. Структура автоколебательной системы

1.2. Экспериментальное исследование системы

1.3. Модель распределённой системы

1.4. Исследование бифуркационных явлений

Выводы

Глава 2. Система на сосредоточенных элементах

Введение
2.1. Переход от системы с распределёнными элементами к
структуре на сосредоточенных элементах
2.2. Динамика основных режимов колебаний
2.3. Экспериментальное исследование системы
2.4. Изменение спектральных и энергетических свойств колебаний при вариации количества активных элементов в кольце обратной
связи
2.5. Управление спектром автоколебаний
Выводы
Глава 3. Генерация хаоса в системе на КМОП-структуре
Введение
3.1. Структура и модель системы
3.2. Исследование динамических свойств системы

3.3. Управление диапазоном частот спектра мощности колебаний
3.4. Влияние длины канала КМОП-структуры на частотные и энергетические характеристики генерируемых хаотических колебаний
3.5. Эксперимент
Выводы
Глава 4. Получение хаотических импульсов микроволнового
диапазона в системе на КМОП-структуре
Введение
4.1. Динамика системы при работе в импульсном режиме
4.2. Экспериментальное подтверждение возможности генерации хаотических импульсов
4.3. Беспроводная передача хаотических импульсов микроволнового диапазона с использованием кольцевой автоколебательной системы на КМОП-структуре
Выводы
Заключение
Список литературы
Введение
Динамический (детерминированный) хаос, часто называемый просто хаосом, - непериодические колебания в нелинейных детерминированных системах, демонстрирующие высокую чувствительность к начальным условиям. Эти колебания имеют ряд общих черт со случайными процессами, в частности, сплошной спектр мощности, но их природа связана не со случайностью, а с нелинейными свойствами, порождающих эти колебания динамических систем.
Открытие и исследование динамического хаоса явилось настоящей научной революцией последней трети 20 века [1-7]. Оно привлекло пристальное внимание исследователей из разных областей знаний своей красотой, широкой распространенностью как в естественных, так и в искусственных системах, простотой математических моделей на которых его можно исследовать, универсальностью путей возникновения из регулярной динамики и бифуркационных механизмов. Изучение динамического хаоса и связанных с ним явлений потребовало, по существу, создания нового раздела математики - математика нелинейных динамических систем со сложным поведением.
Не менее важными явились и мировоззренческие следствия этого открытия. Еще в начальный период исследований в области детерминированной сложной динамики и хаоса Р. Мэй [8], обнаружив удивительное многообразие типов поведения логистического отображения, пришел к выводу: «...Вероятно, для всех нас было бы гораздо лучше, если бы не только при обучении или в научной работе, но и в повседневной, политической или экономической жизни, как можно большее число людей поняло, что простые динамические не обязательно приводят к простому динамическому поведению...». И значительное число людей уже осознало, что малые изменения условий в начальный момент могут приводить в результате к большим изменениям через некоторое время

Рис. 1.36. иа=2.7 В. Хаотизация удвоенных составляющих спектра.

и -6(
Рис. 1.37. иа=2.72 В. Спектр мощности хаотических колебаний.
1—I—I—і—|—і—I—I—I—|—I—I—і—I—і—і—і—і—і—
2 2.5 3 3.5
Частота, ГГц
Таким образом, подтверждается экспериментальный вывод о том, что переход к хаосу от резонансного тора в рассматриваемой системе вызывает каскад бифуркации удвоения периода.
Далее следует переходный участок от 2.27 до 3.3 В, в котором реализуются как хаотические колебания, так и резонансные торы, что отражено на участке диаграммы зависимости колебательных режимов от иа на рисунке 1.38. Затем возникает устойчивый хаотический режим с достаточно равномерной спектральной плотностью мощности (рис. 1.39).
2.68 2.8 2.92 3.04 3.16 3.

Рис. 1.38. Фрагмент диаграммы, иллюстрирующей наличие переходного участка, в котором реализуются как хаотические колебания, так и резонансные торы.