Нелинейные параметрические системы в высших зонах неустойчивости колебаний

• Автор: Черкесова, Лариса Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 387 с. : 83 ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ПРИМЕНЕНИЯ В РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЗОННЫХ СИСТЕМ (НПС)

1.1 Проблемные вопросы разработки радиоэлектронных устройств

на базе нелинейных параметрических зонных систем

1.2 Подходы к исследованию нелинейных параметрических

зонных систем в высших зонах неустойчивости колебаний

2 АНАЛИЗ РАДИОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В НЕЛИНЕЙНЫХ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЗОННЫХ
СИСТЕМАХ С ПЕРЕМЕННОЙ РЕАКТИВНОСТЬЮ
2.1 Возбуждение и усиление колебаний в НПС
2.2 Аппроксимация характеристик нелинейных элементов
2.3 Дифференциальные и динамические
характеристики нелинейности
2.4 Исследование динамических параметров НПС
2.5 Выводы по разделу

3 ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЗОННЫХ СИСТЕМ С ПЕРЕМЕННОЙ РЕАКТИВНОСТЬЮ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1 Метод исследования параметрических взаимодействий
3.2 НПС с переменной реактивностью как система управления
3.3 Моделирование нелинейных процессов в параметрических
зонных системах с интенсивным внешним воздействием
3.4 Резонансные взаимодействия в высших зонах неустойчивости
3.5 Симметричная НПС с учётом флуктуаций
в резонансном контуре
3.6 Асимметричная НПС при гармоническом внешнем воздействии
3.7 Асимметричная НПС при полигармоническом
внешнем воздействии
3.8 Анализ характеристик НПС в высших
зонах неустойчивости
3.9 Исследование амплитудных, частотных и фазовых характеристик НПС в различных зонах неустойчивости
3.10 Выводы по разделу
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ИНТЕНСИВНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ВЫСШИХ
ЗОНАХ НЕУСТОЙЧИВОСТИ КОЛЕБАНИЙ
4.1 Зависимость амплитуды колебаний резонансного контура
от амплитуды и частоты накачки
4.2 Влияние интенсивности полигармонического внешнего воздействия на колебания резонансного контура НПС
4.3 Нахождение зон неустойчивости колебаний и получение инвариантов движения консервативной НПС
4.4 Взаимосвязь зон неустойчивости колебаний
с фазовыми портретами консервативной НПС
4.5 Исследование процесса нарастания и установления
колебаний тока в резонансном контуре НПС
4.6 Анализ математических моделей НПС с учётом
сильной нелинейности и диссипации
4.7 Выводы по разделу 4

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ И УСТОЙЧИВОСТИ НПС С УЧЁТОМ ЕЁ СИЛЬНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ, ДИССИПАЦИИ И АСИММЕТРИИ
5.1 Исследование и анализ функций связи контуров НПС
5.2 Исследование устойчивости слабо нелинейной параметрической зонной системы
с учётом её диссипации и асимметрии
5.3 Исследование устойчивости сильно нелинейной параметрической зонной системы
с учётом её диссипации и асимметрии
5.4 Анализ энергетических процессов в системе
и их взаимосвязь с её фазовыми портретами
5.5 Выводы по разделу
6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ НПС
6.1 Разработка экспериментальных устройств для исследования параметрических взаимодействий
в нелинейных зонных системах
6.2 Исследование воздействия сильных электромагнитных полей накачки на материалы радиоэлектронной техники
с доменной структурой
6.3 Экспериментальное исследование диссипативных свойств НПС при различных способах
управления реактивностью
6.4 Анализ результатов экспериментальных исследований характеристик асимметричной
нелинейной параметрической зонной системы
6.5 Анализ результатов экспериментальных исследований характеристик нелинейного параметрического
зонного преобразователя
6.6 Экспериментальные исследования регенеративного и дегенеративного режимов работы НПС
6.7 Выводы по разделу

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ПРИМЕНЕНИЯ В РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЗОННЫХ СИСТЕМ (МПС)
В разделе рассмотрено сложившееся к настоящему времени состояние теории нелинейных параметрических зонных (пазонных) систем (НПС), охарактеризованы достоинства и недостатки существующих радиоэлектронных устройств на их основе. Перечислены проблемы, сдерживающие развитие их потенциала, обозначены подходы к дальнейшим исследованиям. Использование НПС на ультрагармониках в высших зонах неустойчивости колебаний открывает перспективы разработки устройств нового поколения СВЧ и КВЧ-диапазонов.
1.1 Проблемные вопросы разработки радиоэлектронных устройств на базе нелинейных параметрических зонных систем
1.1.1 В XXI веке наблюдается развитие радиоэлектронных систем, что обусловлено интенсивным развитием современных беспроводных информационных коммуникационных систем и комплексов, сети Интернет, телевидения, радиовещания, мобильной радиотелефонии, радиосвязи, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, радиоуправления, и др. Эта тенденция сопровождается внедрением новых информационных технологий и приводит к созданию сетевых коммуникаций, объединяющих системы связи, телевидение (1Р ТУ), радиовещание, системы мобильной связи и информационные сети. Процесс обуславливает непрерывное усовершенствование радиоэлектронных устройств, разработку элементной базы новых поколений, поиск новых конструктивных решений, и т.д., что вызвано повышением требований к характеристикам устройств. Изучение радиофизических основ процессов параметрической генерации, усиления и преобразования электромагнитных колебаний и волн СВЧ и КВЧ-диапазонов является неотъемлемой составляющей частью развития современной теории, техники и технологии обработки и передачи информации.
Свойства и закономерности явлений в резонансных системах с интегральной модуляцией параметра, работающих в высших зонах неустойчивости колебаний, привлекают внимание широкого круга исследователей в области радиофизики и радиоэлектроники. Интерес к ним обусловлен возможностью разработки на их основе быстродействующих, многофункциональных преобразователей и моделирующих устройств. Интенсивные резонансные взаимодействия нелинейной среды с внешним воздействием (накачкой) используются для преобразования и взаимодействия электромагнитных колебаний и волн. Общей чертой этих взаимодействий является модуляция параметра среды энергией внешнего воздействия накачки.