Анотація до роботи:

Кундюков С.Г. Удосконалення фазового радіометеорного методу синхронізації мір часу і частоти. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.17 – радіотехнічні та телевізійні системи. Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2001.

Виконано комплексний аналіз джерел похибок з використанням удосконаленої узагальненої моделі фазового радіометеорного методу синхронізації. Розроблено новий спосіб обробки сигналів, що використовує зустрічний алгоритм для виміру зсуву шкал часу разом із дзеркально-ретрансляційним алгоритмом і вимірювальною антеною для компенсації апаратурної систематичної похибки. Обґрунтовано основні технічні параметри радіотехнічних систем, що реалізують фазовий радіометеорний метод синхронізації. Експериментально досліджена короткочасна фазова нестабільність затримки сигналів при метеорному поширенні радіохвиль. Теоретично обґрунтована й експериментально підтверджена можливість зниження як випадкової, так і систематичної складових похибки радіометеорного методу виміру зсуву шкал до величини порядку 1 нс.

У результаті проведених досліджень теоретично обґрунтована й експериментально підтверджена можливість зниження повної похибки фазового радіометеорного методу синхронізації мір часу і частоти до величини 1 нс і менше. Для рішення поставленої задачі виконані теоретичні й експериментальні дослідження й отримані наступні наукові і практичні результати.

1. Виконано комплексний аналіз джерел похибок з використанням удосконаленої узагальненої моделі ФРМС, що враховує необоротність фазових затримок у спільних трактах апаратури, а також включає пристрої формування, прийому й обробки сигналів. Вперше експериментально і теоретично досліджене нове джерело АСП, обумовлене необоротністю затримок обвідних і фаз сигналів в АФП РМСС. Як показали ці дослідження, необоротність затримок обумовлена розходженнями в режимах узгодження АФП при їхній роботі на прийом і випромінювання сигналів. У результаті аналізу алгоритмічних похибок запропонований новий дзеркально-ретрансляційний алгоритм, який дозволяє реалізувати вимір зсуву шкал у зоні прямої видимості і який став основою для розробки нового способу виміру АСП.

2. Розроблено і запатентовано новий спосіб обробки сигналів для ФРМС, що використовує зустрічний алгоритм для виміру зсуву шкал разом із дзеркально-ретрансляційним алгоритмом і вимірювальною антеною для компенсації АСП, і оригінальний пристрій для його реалізації. Важлива особливість такого алгоритму полягає в тому, що при його застосуванні компенсується АСП напівкомплекту апаратури в цілому, а не виміряються затримки сигналів в окремих блоках. При цьому охоплені пілотуванням усі блоки приймально-передавального напівкомплекту, включаючи формувачі сигналів і антенно-фідерну систему.

3. Обґрунтовано основні технічні параметри апаратури, що реалізує ФРМС. Отримано співвідношення для потенційної точності виміру часового положення когерентних дискретних складених частотних сигналів, проаналізовано вплив корельованих перешкод і зміни рівня сигналу при МПРХ на точність вимірів. Обґрунтовано вибір параметрів пристроїв дискретизації і відновлення сигналів, отримані співвідношення для розрахунків, реалізованих в апаратурі в процесі обробки ДЧС і ФМС при виявленні, розрізненні, вимірі часового положення.

4. В результаті імітаційного моделювання на ЕОМ процесів обробки сигналів у реальних пристроях фазових РМСС підтверджено відомі теоретичні положення про вплив смугового обмежника на виявлення сигналів і отримано нові результати: кількісні оцінки показників виміру часового положення ДЧС по фазах несучої і різницевої частот у залежності від параметрів смугового обмежника; залежність систематичної похибки виміру часового положення ДЧС від смуги пропускання і порядку фільтра, що обмежує спектр сигналу перед його дискретизацією; залежності імовірності помилки розрізнення фазоманіпульованих сигналів (ФМС) по коду і фазі від відношення сигнал/шум і параметрів смугового обмежника.

5. Експериментальні дослідження, виконані з використанням макетів розробленої метеорної апаратури синхронізації МЕТКА-11, підтверджують теоретично обґрунтовану можливість зниження як випадкової, так і систематичної складових похибки виміру зсуву шкал до величини порядку 1 нс . Для налагодження і виміру параметрів декількох поколінь радіометеорних систем, включаючи апаратуру МЕТКА-11, розроблені цифрові імітатори метеорного каналу синхронізації, що працюють як у режимі затримки, так і в режимі дзеркальної ретрансляції сигналів.

6. Результатом досліджень короткочасної фазової нестабільності затримки сигналів при МПРХ стало подальше уточнення кількісних оцінок, отриманих, на відміну від відомих результатів, з урахуванням знака швидкості зміни затримки і з застосуванням більш точної апаратури (МЕТКА-11). Середнє значення модуля швидкості зміни затримки для отриманих експериментальних результатів складає 1,710^-7.

7. Фазові принципи побудови є найбільш перспективним напрямком удосконалення радіометеорного методу синхронізації. Вони дозволяють забезпечити конкурентноздатність радіометеорного методу в порівнянні із супутниковими (GPS, супутники зв'язку) по точності й оперативності вимірів і незалежність від закордонних систем. Фазова радіометеорна апаратура може бути використана в ДСЧЧ, для синхронізації радіоінтерферометрів з наддовгими базами, цифрових мереж зв'язку й ін., а також застосовуватися для передачі інформації між пунктами, що синхронізуються.

Публікації автора:

1. Кащеев Б. Л., Коваль Ю. А., Кундюков С. Г. Высокоточные радиометеорные системы сравнения эталонов времени и частоты // Радиоэлектроника и информатика. – 1997. – N 1. – С.9-18.

2. Кащеев Б. Л., Коваль Ю. А., Кундюков С. Г. Фазовая радиометеорная аппаратура сличения шкал времени // Измерительная техника, – 1998. – N 5. – С.27-30.

3. Кащеев Б. Л., Коваль Ю. А., Кундюков С. Г. О возможности использования радиометеорного канала для синхронизации национальной сети связи Украины // Зв’язок, – 1999. – №5. – С.32-36.

4. Бавыкина В. В., Кащеев Б. Л., Коваль Ю. А., Кундюков С. Г., Леман Ю. А., Нестеренко Г. В., Семенов С. Ф. Оценка кратковременной нестабильности времени задержки сигналов при метеорном распространении радиоволн// Радиотехника. Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. – 2001. – Вып. 120. – С.25-32.

5. Бавыкина В. В., Коваль Ю.А., Кундюков С.Г. Потенциальная точность измерения сдвига шкал времени в системах синхронизации с дискретными частотными сигналами // Радиотехника. Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. – 2001. – Вып. 121. – С.78-85.

6. Кащеев Б. Л., Дудник Б. С., Коваль Ю. А., Нестеренко Г. В., Ткачук А. А., Семенов С. Ф., Леман Ю. А., Татарец Л. П., Бавыкина В. В., Моисеев В. П., Кундюков С. Г., Байдак В. М., Гарбузов Ю. В. Радиометеорный метод сравнения эталонов времени и частоты // Радиотехника. Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. – 2001. – Вып. 122. – С. 85-94.

7. Патент України 20380 А, G 04 С 11/02. Спосіб обробки сигналів при звірянні шкал часу та пристрій для його реалізації: / Б. С. Дудник, Б. Л. Кащеєв, С. Г. Кундюков, Ю. О. Коваль, Г. В. Нестеренко, Б. І. Макаренко, Ю. О. Леман, С. Ф. Семенов. – № 95094289; Заявлено 26.09.95; Опубл. 15.07.97.

8. Коваль Ю. А., Моисеев В. П., Пугач А. А., Кундюков С. Г., Дорошенко А. В. Влияние согласования антенно-фидерных трактов на точность систем навигации и синхронизации эталонов времени // Харьк. ин-т радиоэлектроники. – Харьков, 1992. – 26 с. – Деп. в ГНТБ Украины 27.03.93, № 487 – Ук. 93.

9. Кащеев Б. Л., Коваль Ю. А., Кундюков С. Г., Пугач А. А. Цифровой имитатор метеорного радиоканала сличения эталонов времени // Харьк. ин-т радиоэлектроники. – Харьков, 1993. – 23 с. – Деп. в ГНТБ Украины 27.10.93, N 2084 – Ук. 93.

10. Кащеев Б. Л., Коваль Ю. А., Кундюков С. Г. Распространение сигналов синхронизации // Діловий кур’єр ЗВ’ЯЗОК (Всеукраїнський інформаційний тижневик), – 1998. – №36. – С.7; №38. – С.4.

11. Бавыкина В. В., Коваль Ю. А., Кундюков С. Г., Пугач А. А. Радиометеорный канал передачи информации как многолучевый канал со случайными параметрами // Методы представления и обработки случайных сигналов и полей. Тез. докл. III Междунар. науч.-техн. конф. Харьков: 1993. – С. 13.

12. Кундюков С. Г., Пугач А. А. Имитатор метеорного радиоканала сличения эталонов времени с цифровой обработкой сигналов // Методы представления и обработки случайных сигналов и полей. Тез. докл. III Междунар. науч.-техн. конф. Харьков: 1993. – С. 15.

13. Кундюков С. Г. Використання сигналів з фазовою модуляцією в радiометеорних системах звірення та передачі інформації // Міжнародна науково-технічна конференція “Метеорні частки в атмосфері Землі” (Харків, 1996р), опубл. в Бюлет. УAA, К:, ВПЦ "Наукова книга", 1996. – № 9, – С.51.

14. Коваль Ю. О., Кундюков С. Г., Пугач А. А. Шляхи зниження апаратурних похибок метеорних комплексів звірення шкал часу // Міжнародна науково-технічна конференція “Метеорні частки в атмосфері Землі” (Харків, 1996р), опубл. в Бюлет. УAA, К:, ВПЦ “Наукова книга”, 1996. – № 9, – С.45.

15. Бавыкина В. В., Коваль Ю. А., Кундюков С. Г. Влияние выбора сигнала на основные показатели качества систем синхронизации времени и частоты // Сборник научных трудов по материалам 7-й Международной конференции “Теория и техника передачи, приема и обработки информации” – ХТУРЭ, Харьков, 2001. – С.118-119.

16. Коваль Ю. А., Антипов И.Е. Крючкова Л. П., Кундюков С. Г., Нестеренко Г. В. Радиометеорный метод синхронизации в сетях электросвязи // Труды международной научно-технической конференции “Компьютерные технологии в науке, образовании и промышленности”, опубл. в Сборнике научных трудов Национальной горной академии Украины: Днепропетровск, – 2001. – № 11, том 2. – С.53-57.

17. Velichко О. N., Kashcheyev B. L., Koval Yu. A., Kundjukov S. G., Semenov S. F., Leman Yu. A., Nesterenko G. V., Tkachjuk A. A., Troshin. O. L. Results of developing and testing the equipment radio meteor complex for time and frequency standards comparison in Ukraine//12th European Frequency and Time Forum WARSZAWA 10-12 March 1998. – р.124.

18. Kundjukov S. G. Synthesis of signals and processing devices for phase radio meteor equipment for frequency and time standards comparison // 12th European Frequency and Time Forum Warszawa 10-12 March 1998. – р.122.