Анотація до роботи:

Сафонов В.В. Мікрохвильові пристрої з активними резонаторами. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.07 – антени та пристрої мікрохвильової техніки. – Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2007.

Вирішено актуальну науково - прикладну задачу удосконалення техніки та технології радіохвильової діагностики з використанням методу матричних перебудов, обчислювальних й аналітичних методів. Це дало можливість створення наукомістких автоматизованих і автоматичних мікрохвильових пристроїв нового покоління з активними резонаторами. Основна особливість яких є розташування у допоміжному колі їх структури таких активних елементів як НВЧ підсилювач або напівпровідниковий НВЧ пристрій, для підвищення рівня радіохвильової діагностики електромагнітних властивостей діелектриків, феритів та біооб'єктів.

Методом радіохвильової діагностики досліджено поглинаючу можливість сипучих діелектриків (стандартних вітчизняних сорбентів), достовірність і високу ефективність запропонованого способу РХД підтверджено порівнянням отриманих результатів з відомими експериментальними даними та даними літератури

При комп'ютерному аналізі і натурному застосуванні доведено та отримано підвищення точності й чутливості, ефективності розроблених пристроїв, з більш якісними і функціональними можливостями, сохраність невзаємності направляючих систем дає можливість розробляти активні резонансні структури на невзаємних елементах, які на порядок підвищують точність і чутливість хвильоводної частини пристрою при радіохвильовій діагностиці діелектриків і феритів.

Розроблено та досліджено низку генераторних модулів. Генераторний модуль, з магнітним керуванням частотою генерації для радіохвильової діагностики має коливальну систему значно простішу в порівнянні з аналогами, що вигідно відрізняє його від генераторних вузлів серійної НВЧ апаратури.

Результати досліджень у частині розробки перспективних мікрохвильових пристроїв: модулятора однієї бокової частоти, пристрою радіохвильової діагностики магнітодіелектриків і діелектриків впроваджені в практику робіт державного підприємства “КБ “Південне” ім. М.К. Янгеля Національного космічного агентства України. В процесі виконання ДКР при експериментальному дослідженні електричної і магнітної проникності матеріалів, останні були використані при моделюванні елементів антен космічного апарату “СІЧ - 2”. Впровадження дозволило підвищити точність проведених експериментів.

На основі проведених досліджень та виявлених ефектів результати досліджень і розробки перспективних високостабільних ГМ впроваджені у Інституті транспортних систем і технологій Національної академії наук України «Трансмаг» для корекції функціонального стану екіпажів надшвидкісних транспортних засобів з магнітною левітацією.

Таким чином, у результаті дисертаційних досліджень вирішено актуальну науково - прикладну задачу удосконалення техніки та технології радіохвильової діагностики з використанням методу матричних перебудов, обчислювальних й аналітичних методів. Це дало можливість створення наукомістких автоматизованих і автоматичних мікрохвильових пристроїв нового покоління з активними резонаторами. Основна особливість яких є розташування у допоміжному колі їх структури таких активних елементів як НВЧ підсилювач або напівпровідниковий НВЧ пристрій, для підвищення рівня радіохвильової діагностики електромагнітних властивостей діелектриків, феритів та біооб'єктів.

При цьому отримано такі наукові і практичні результати:

1. Розв’язано задачу односпрямованого розповсюдження енергії діагностичного сигналу в АРБХ у напрямку досліджуваного зразка що підвищує точність діагностики розробленими пристроями, які менш громіздкі, з високим коефіцієнтом корисної

дії, більш функціональні, на єдиному пристрої діагностують діелектрики і ферити.

2. Вперше досліджено розгорнутий комплекс складних схем з активними і пасивними резонаторами, одержані вирази елементів матриць розсіювання та розроблене програмне забезпечення дозволили дослідити розрахункові закономірні залежності зміни амплітуди і фази діагностичного сигналу в резонаторі біжучої хвилі при дослідженні зразків; обґрунтовано умови і особливості підвищення точності і еквівалентної добротності в кільцевому АРБХ мікрохвильового пристрою, отриманий науковий досвід дозволяє проектувати нові пристрої цього класу.

3. Теоретично і експериментально одержано залежності розповсюдження діагностичного сигналу, які свідчать про поширення діагностичного діапазону та збільшенні більш чим на порядок чутливості хвилеводної частини мікрохвильового пристрою з АРБХ до змін коефіцієнта відбиття від досліджуваного зразка.

4. Вперше запропоновано і досліджено методом РХД поглинаюча можливість сипучих діелектриків (стандартних вітчизняних сорбентів), для діагностики розчинних діелектриків розроблено балансний АРБХ з проточними діелектричними резонаторами, електронним пристроєм автоматичного контролю швидкості зміни діелектричної проникності, матричним цифровим фільтром, побудованим на аналітичній моделі цифрового класифікатора сигналів, достовірність і високу ефективність підтверджено порівнянням отриманих результатів з відомими експериментальними даними.

5. В дисертації здобула подальший розвиток концепція і методика побудови ГМ міліметрового діапазону НВЧ, в яких висока власна добротність забезпечується реалізацією в коливальній системі генератора більшої (по модулю) додатної реактивності, що різко підвищує власну добротність резонансної системи, а застосування фериту призвело до зниження числа резонансних частот, це вигідно відрізняє розроблені ГМ від генераторних вузлів серійної НВЧ апаратури.

6. Результати досліджень у частині розробки перспективних мікрохвильових пристроїв: модулятора однієї бокової частоти, пристрою радіохвильової діагностики магнітодіелектриків і діелектриків впроваджені в практику робіт державного підприємства “КБ “Південне” ім. М.К. Янгеля Національного космічного агентства України. В процесі виконання ДКР при експериментальному дослідженні електричної і магнітної проникності матеріалів, останні були використані при моделюванні елементів антен космічного апарату “СІЧ - 2”. Впровадження дозволило підвищити точність проведених експериментів (акт впровадження від 19.01.2007 р.). На основі проведених досліджень та виявлених ефектів результати досліджень і розробки перспективних високостабільних ГМ впроваджені у Інституті транспортних систем і технологій Національної академії наук України «Трансмаг» для корекції функціонального стану екіпажів надшвидкісних транспортних засобів з магнітною левітацією (акт впровадження від 12.04.2007 р.).

Публікації автора:

1. Сафонов В.В. Диагностика диэлектриков микроволновым устройством // Радиотехника.-Харьков: Всеукр. межвед. научн. - техн. Сб. - 2006.- Вып.145, С.158 -162.

2. Сафонов В.В. Сверхвысокочастотные устройства с активными резонаторами для диагностики диэлектриков // Изв. ВУЗ - ов. Радиоэлектроника. - Киев, 2006. - Т49,

№ 2.- С. 34 - 42.

3. Архипов М.Е., Привалов В.Н., Сафонов В.В. Соколовский С.И., Топалов Л.В., Яшин А.А. Высокостабильный генераторный модуль для аппаратуры КВЧ терапии: исследование и конструкторский синтез // Вестник новых медицинских технологий (юбилейный).- Тула, 1999.- Т.VI, №3-4.- С. 117-120.

4. Филиппов Ю.А., Соколовский И.И., Загуральский Н.Ф., Кравченко А.В., Крысь

В.В., Сафонов В.В., Соколовский С.И. Принципы построения терапевто - диагностической СВЧ - и КВЧ - аппаратуры с использованием эмиссионных свойств биообъектов // Украинский журнал медицинской техники и технологии.- Киев, 1998.- № 4.- С.41- 49.

5. Алпатова И.А., Загуральский Н.Ф., Сафонов В.В., Соколовская Л.В. Аппарат электромагнитной милливолновой терапии // Украинский журнал медицинской техники и технологии.- Киев, 1999.-№ 2-3 .- С.14 -17.

6. Коряков В.Н., Лозяной В.И., Сафонов В.В. Машинное моделирование устройств и

систем СВЧ // Электродинамика и радиофизическое приборостроение: Сб. научн. трудов.- Днепропетровск: ДГУ, 1980.- С.91-92.

7. Сафонов В.В., Юров А.А., Станчиц Г.Ю.Активные резонаторы в спектроскопии диэлектриков // Электродинамика и радиофизическое приборостроение: Сб. научн. трудов.- Днепропетровск: ДГУ, 1983.- С.141 - 144.

8. Сафонов В.В. Расчет структурной схемы активного резонаторного измерителя СВЧ методом матричных преобразований // Электродинамика и радиофизическое приборостроение: Сб. научн. трудов.- Днепропетровск: ДГУ, 1983.- С.154 - 161.

9. Сафонов В.В. Макеева Л.И., Зайцев В.И. Исследование характеристик диссипативных диэлектрических материалов в СВЧ диапазоне // Электродинамика и радиофизическое приборостроение: Сб. научн. трудов.- Днепропетровск: ДГУ, 1985.- С.68 - 71.

10. Сафонов В.В. Радиоволновой автоматический контроль скорости изменения

диэлектрической проницаемости жидкости в летательных аппаратах // Моделирование и проектирование РЭС: Сб. научн. трудов. - Днепропетровск: ДГУ, 1985. - С.28 - 32.

11. Гладуш В.Д., Сафонов В.В. Модель цифрового классификатора сигналов при наличии помех. // Электродинамика и радиофизическое приборостроение: Сб. научн. трудов.- Днепропетровск: ДГУ, 1987.- С.8 - 12.

12. Способ измерения диэлектрической проницаемости и угла потерь в высококачественных диэлектриках: А. с. 708251. СССР. МКИ G01R 27/26. / В.П. Прудкий и В.В.Сафонов - № 2621899/18 - 09; Заявл. 25.05.78; Опубл. 05 .01 .80, Бюл. № 1. - 3с.:ил.

13. Модулятор одной боковой частоты: А. с. 886194. СССР. МКИ H 03, C 1/52. / В.П. Прудкий и В.В.Сафонов - № 2886569/18-09; Заявл. 13.02.80; Опубл. 30. 11. 81, Бюл. № 44. - 3с.: ил.

14. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов: А.с.

1322131. СССР. МКИ G01N 22 / 00. / В.П. Прудкий, В.В. Сафонов, Л.В. Усенко, Г.Г. Колесниченко - № 3379971/24 - 09; Заявл. 06.01.82; Опубл. 07. 07.87, Бюл. № 25. - 2с.: ил.

15. Устройство для измерения параметров магнитодиэлектриков: А. с. 1275328. СССР. МКИ G01R 27/26, G01N 22/00. / В.П. Прудкий, В.В. Сафонов, В.И. Лозяной, Ю.Г. Пика, А.А. Юров и Ю.М.Литвинов - № 364368/24-09; Заявл. 09.06.83; Опубл. 07. 12. 86, Бюл. № 45. - 2с.: ил.

16. Устройство автоматического контроля скорости изменения диэлектрической проницаемости: А.с. 1241156. СССР. МКИ G01R 27 /26. / Л.И.Макеева, В.В.Сафонов, В.П. Прудкий, Л.В.Усенко и С.С. Хвостенко - № 3835361/24-21; Заявл. 30. 12. 84; Опубл. 30. 06.86., Бюл. № 24. - 3с.: ил.

17. Устройство для измерения малых коэффициентов отражения: А. с. 1113753. СССР. МКИ G01R 27 /26. / В.П. Прудкий и В.В.Сафонов - № 3604369/18-09; Заявл. 09. 06. 83; Опубл. 15. 09.84, Бюл. № 34. - 2с.: ил.

18. Патент UA 25526А Україна, МКІ А61N 5/02 Устройство для электромагнитной терапии / Привалов В.М., Житник Н.Я., Загуральский Н.Ф., Крысь В.В., Сафонов В.В., Соколовский И.И. (Україна), №.97010304. - Заявл. 24. 01. 97.- Зареєстровано в Держпатенті України 30.10.98., Надрук. 25. 12.98, Бюл. № 6.- 3с.: ил.

19. Прудкий В.П., Сафонов В.В. Высокочувствительные резонансно-мостовые измерения // Тез. докл. Всесоюзн. научн. - техн. конф. «Методы и средства измерений электромагнитных характеристик радиоматериалов на ВЧ и СВЧ».- Новосибирск: СНИИМ, 29 - 31 мая 1979. - С.21 - 23.

20. Сафонов В.В., Лозяной В.И. Численный анализ сложных устройств и систем СВЧ. // Тез. докл. юбилейного V научно – методич. межвузовского семинара.- Хмельницкий: ХВАКУ, 1979. - С 18.

21. Прудкий В.П., Сафонов В.В., Юров А.А. Измерительные устройства на основе

активных резонаторов // Тез. докл. Всесоюзн. научн. - техн. конф. «Радиотехнические измерения в диапазонах высоких (ВЧ) и сверхвысоких частот (СВЧ)». - Новосибирск: СНИИМ, 9 - 12 сент. 1980. - С.95 - 96.

22. Сафонов В.В., Прудкий В.П., Лозяной В.И. Измерение параметров магнитодиэ-

лектриков на основе активного резонатора бегущей волны // Тез. докл. научн. - техн. конф. «Оптические и радиоволновые методы и средства неразрушающего контроля качества материалов и изделий», Ч.. - Фергана: ФПИ, 28 - 30 окт. 1981. - С.10 - 11.

23. Прудкий В.П., Сафонов В.В., Усенко Л.В., Бондарь В.К., Руденко Ю.Г. Прибор для исследования характеристик биологических сред в СВЧ диапазоне // Тез. докл. III научной конференции - Украинской ССР « Новые средства и сферы клинического применения сорбционной детоксикации организма» Днепропетровск: ДМИ, 1985. - С.259 - 260.

24. Сафонов В.В. В.И.Зайцев, Хвостенко С.С. Радиофизический способ оценки электрофизических параметров биологических сред в СВЧ диапазоне // Тез. докл. III научной конференции Украинской ССР« Новые средства и сферы клинического применения сорбционной детоксикации организма» Днепропетровск: ДМИ, 1985. - С.260 - 261.

25. Safonov V. V. Microwave devices with active resonators for diagnostics of dielectrics. // 2005 5^th International Conference on Antenna Theory and Techniques, 24 - 27 May,

Kyiv, Ukraine. - P. 389 - 392.