Ученые Омского политеха предложили изменения конструкции генератора для радиосвязи. Изменения конструкции резонатора-термостата позволят сократить время установления частоты электрического колебания на выходе генератора благодаря исключению колебательности переходного теплового процесса.
В Омском НИИ приборостроения разработаны генераторы с высокой долговременной стабильностью частоты и генераторы с малым временем установления частоты. Исследователи Омского государственного технического университета, используя трехмерное моделирование с решением дифференциальных уравнений в частных производных методом конечных элементов, предложили внести изменения в конструкцию этих генераторов. Результаты представлены в Омском научном вестнике.
На стабильность частоты радиосигналов, по словам специалистов, влияют температура, вибрации и множество других факторов среды. Вносимые ими искажения могут сделать невозможной связь между приемником и передатчиком. Особенно актуальна эта проблема для навигационных и радиолокационных систем.
Для корректной работы любой современной радиотехники необходимы генераторы опорных частот, создающие сигнал-носитель, слабо подверженный дестабилизирующим факторам. Целенаправленно внося искусственные контролируемые изменения в параметры сигнала-носителя кодируется нужная информация, посылаемая с помощью передатчика.
Подобные устройства (генераторы стабильной частоты), как отметили специалисты, во всем мире производятся небольшим числом научно-технических центров, а отечественные работы в этой сфере в начале 90-х годов были фактически заморожены на долгое время.
Игорь Хоменко, доцент кафедры «Радиотехнические устройства и системы диагностики» ОмГТУ:
«Проектирование источника опорных частот – сложная задача, требующая совместить в одном устройстве ряд трудносовмещаемых параметров и сбалансировать их для различных применений. Благодаря анализу на трехмерных моделях были получены результаты, свидетельствующие о возможности одновременного достижения высокой долговременной стабильности частоты и малого времени установления частоты сигнала.
Работая с промышленностью, мы поняли, что устройства, не имеющие аналогов, сложно встраиваются в налаженное производство. Их просто некуда вставить, в прямом смысле слова. Наши предложения не приводят к изменению внешних габаритных размеров и посадочного места по сравнению с выпускаемыми генераторами. Будущая разработка сможет выполнять роль типовой элементной базы (одинаковое назначение и распространенный размер корпуса с типовым расположением электрических выводов) для самой обычной бытовой техники, но с улучшенными характеристиками».
Как подчеркнул исследователь, при внедрении предлагаемых изменений в конструкцию срок службы и период безошибочной работы новой разработки может возрасти в четыре раза по сравнению с выпускаемым в настоящее время одним из лучших российских аналогов.
Благодаря одновременному применению новых материалов и новой предлагаемой конструкции удастся сохранить время выхода генератора на рабочую частоту на уровне 10-15 секунд, что крайне важно для ряда применений, и уменьшить долговременную нестабильность частоты до 4 раз.
Крайне важно, чтобы будущий генератор легко мог быть интегрирован в большинство уже существующей на рынке техники, сообщили в вузе.
В дальнейшем научный коллектив намерен усложнить алгоритмы функционирования генераторов опорных частот, работая над созданием миниатюрного термостатированного генератора с компьютерным управлением.
Исследование выполнено в рамках стратегического проекта «Сверхширокополосная СВЧ-микроэлектроника» федеральной программы «Приоритет 2030».