экзамен зачет учебный год 2023 / статьи

ISSN 2412-9739

НОВАЯ НАУКА: СТРАТЕГИИ И ВЕКТОРЫ РАЗВИТИЯ

Международное научное периодическое издание по итогам

Международной научно-практической конференции

19 июня 2016 г.

Часть 1

Издается с 2015 г.

СТЕРЛИТАМАК, РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ АГЕНТСТВО МЕЖДУНАРОДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2016

1

УДК 00(082) ББК 65.26

Н 72

Редакционная коллегия:

Юсупов Р. Г., доктор исторических наук; Ванесян А. С., доктор медицинских наук; Калужина С. А., доктор химических наук; Шляхов С. М., доктор физико-математических наук; Козырева О. А., кандидат педагогический наук; Закиров М. З., кандидат технических наук; Мухамадеева З. Ф., кандидат социологических наук;

Пилипчук И. Н. (отв. редактор).

Н 72

НОВАЯ НАУКА: СТРАТЕГИИ И ВЕКТОРЫ РАЗВИТИЯ: Международное научное периодическое издание по итогам Международной научнопрактической конференции (19 июня 2016 г, г. Ижевск). / в 2 ч. Ч.1 - Стерлитамак:

АМИ, 2016. – 229 с.

Международное научное периодическое издание «НОВАЯ НАУКА: СТРАТЕГИИ И ВЕКТОРЫ РАЗВИТИЯ» составлено по итогам Международной научно-практической конференции, состоявшейся 19 июня 2016 г. в г. Ижевск.

Научное издание предназначено для докторов и кандидатов наук различных специальностей, преподавателей вузов, докторантов, аспирантов, магистрантов, практикующих специалистов, студентов учебных заведений, а также всех, проявляющих интерес к рассматриваемой проблематике с целью использования в научной работе и учебной деятельности.

Ответственность за аутентичность и точность цитат, имен, названий и иных сведений, а так же за соблюдение законов об интеллектуальной собственности несут авторы публикуемых материалов.

Издание постатейно размещёно в научной электронной библиотеке elibrary.ru и зарегистрирован в наукометрической базе РИНЦ (Российский индекс научного цитирования) по договору № 297-05/2015 от 12 мая 2015 г.

Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов статей. При использовании и заимствовании материалов ссылка на издание обязательна.

© ООО «АМИ», 2016 © Коллектив авторов, 2016

2

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Вазиев Т.О.

магистрант 2 - го курса кафедры радиофотоники и микроволновых технологий

Гаврилов П.В. Макаров И.А.

аспиранты кафедры радиофотоники и микроволновых технологий Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ г. Казань, Российская Федерация

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ НАГРУЖЕННОСТИ РЕЗОНАТОРА ПО СДВИГУ ФАЗ ЗОНДИРУЮЩИХ ДВУХЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ

Целью работы является улучшение характеристик СВЧ комплексов обработки различных материалов [1 - 6] за счет применения в них методов мониторинга комплексной диэлектрической проницаемости на основе двухчастотного зондирования [7 - 9] и возможность применения специальных средств [10 - 13] для фазового контроля нагруженности резонансной камеры обработки [14 - 15] для обеспечения функциональной адаптивности комплекса.

Рассмотрим случай, при котором максимальные значения амплитудно - частотных характеристик при разной степени нагруженности резонансной структуры равны. Так как это обусловливает возможность проведения измерений только максимального и минимального значений амплитуды колебаний, нами предлагается метод определения степени нагруженности резонансной структуры по фазовым характеристикам.

Для этого смоделируем колебательный контур (рис. 1), и изменяя параметры его нагрузки получим амплитудно - частотные и фазо - частотные характеристики ненагруженного и нагруженного контура (рис. 2,а,б).

Настраиваем основной контур на резонансную частоту 5 ГГц, нагружаем его с помощью нагрузочного контура.

Рис. 4.24 – Колебательный контур, нагрузочный контур и зондирующие генераторы, подключенные к сумматору.

3

Регулируя параметры нагрузочного контура, изменяем его добротность, амплитудные и фазовые характеристики.

В результате получим характеристики, представленные на рис. 2,а,б.

Резонансная частота 5 ГГц. Синим цветом обозначены амплитудно - частотная и фазо - частотная характеристики ненагруженного контура, остальными цветами обозначены характеристики нагруженного контура. В 1 случае с характеристиками красного цвета рассматривается вариант, при котором увеличивается добротность основного контура при его нагрузке по сравнению с ненагруженным контуром. Во 2 случае с характеристиками розового и коричневого цвета рассматривается вариант, при котором у двух нагруженных идентичных контуров одинаковое максимальное значение амплитуды при разной добротности и разном характере ФЧХ.

Подключив два частотных генератора через сумматор на вход ненагруженного и нагруженных контуров, и увеличивая величину расстройки зондирующих генераторов сравним фазы биений на выходах контуров, определяя сдвиг фаз (рис. 3 – рис. 5).

а)

б)

Рис. 2 – Характеристики ненагруженного и нагруженного контура: АЧХ (а) и ФЧХ (б)

4

Произведем расчет для определения сдвига фазы биений для рассматриваемых случаев. Результаты представлены в таблице ниже:

Как видно из таблицы, существует значительная разница между фазами при различных режимах нагруженности резонансной структуры. Для измерений в микроволновом диапазоне выигрыш по чувствительности при фазовом методе может составить 1 - 2 порядка. Тогда погрешность измерений будет в 1,7 - 3,2 раза меньше, чем у методов использующих гомодинный прием зондирующих сигналов после прохождения ими резонансной структуры.

Список использованной литературы:

1.Морозов Г.А., Морозов О.Г., Шангараева Я.Н. Современные подходы к построению адаптивных СВЧ технологических комплексов обработки высоковязких водонефтяных смесей // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2012. Т.

15.№ 4. С. 59 - 66.

2.Морозов Г.А., Морозов О.Г., Самигуллин Р.Р., Насыбуллин А.Р., Шакиров А.С.

Функционально адаптивные СВЧ - технологии в задачах переработки термопластичных полимерных материалов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2011. № 3. С.

13- 24.

3.Анфиногентов В.И., Морозов Г.А., Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р., Самигуллин Р.Р.,ШакировА.С.Выбор оптимальной структуры построения СВЧ - комплекса обработки термореактивных композитных материалов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 1 - 2. С. 525 - 528.

4.Морозов Г.А., Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р., Самигуллин Р.Р. Микроволновая обработка термореактивных и термопластичных полимеров // Физика волновых процессов

ирадиотехнические системы. 2011. Т. 14. № 3. С. 114 - 121.

5.Морозов Г.А., Анфиногентов В.И., Морозов О.Г., Румянцев Д.С. Микроволновые технологические комплексы с адаптивным управлением для обработки водонефтяных эмульсий // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2007. Т. 10. № 3. С.

125- 129.

6.Морозов Г.А., Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р., Самигуллин Р.Р., Шакиров А.С.

Формование изделий из радиопрозрачных материалов с использованием СВЧ - излучения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 1 - 2. С.

573- 576.

7.Морозов Г.А., Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р., Самигуллин Р.Р., Шакиров А.С.

Резонансные методы мониторинга технологических процессов отверждения полимеров в

6

функционально адаптивных СВЧ - реакторах // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 1 - 2. С. 568 - 572.

8.Морозов О.Г., Морозов Г.А., Самигуллин Р.Р., Шакиров А.С., Насыбуллин А.Р.

Резонансный метод мониторинга технологического процесса отверждения полимеров // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2012. № 1 (15). С. 67 - 74.

9.Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р., Веденькин Д.А., Севастьянов А.А. Двухчастотный метод определения параметров резонансных датчиков свч - диапазона // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические

иинфокоммуникационные системы. 2014. № 1 (20). С. 76 - 86.

10.Морозов Г.А., Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р., Севастьянов А.А., Фахрутдинов Р.В. Коаксиальные брэгговские СВЧ - структуры в сенсорных системах // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2014. Т. 17. № 3. С. 65 - 70.

11.Насыбуллин А.Р., Морозов О.Г., Севастьянов А.А. Брэгговские сенсорные СВЧ - структуры на коаксиальном кабеле // Журнал радиоэлектроники. 2014. № 3. С. 8.

12.Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р. Свойства сложно - периодических неоднородных систем в радиочастотных и оптических направляющих структурах // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2015. Т. 18. № 3 - 1. С. 16 - 22.

13.НасыбуллинА.Р.,МорозовО.Г.,СевастьяновА.А.,Фархутдинов Р.В.,Самигуллин Р.Р. Преобразовательный элемент измерителя уровня жидких продуктов на основе брэгговской СВЧ - структуры в коаксиальном кабеле // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 216.

©Вазиев Т.О., Гаврилов П.В., Макаров И.А., 2016

Вазиев Т.О.

магистрант 2 - го курса кафедры радиофотоники и микроволновых технологий

Гаврилов П.В. Макаров И.А.

аспиранты кафедры радиофотоники и микроволновых технологий Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ г. Казань, Российская Федерация

ВЛИЯНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СВЯЗИ И ВНЕШНЕЙ НАГРУЗКИ РЕЗОНАТОРА НА ФАЗОВЫЙ СДВИГ ПРОХОДЯЩЕГО ЧЕРЕЗ НЕГО СИГНАЛА (ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ)

Целью работы является улучшение характеристик СВЧ комплексов обработки различных материалов [1 - 6] за счет применения в них методов мониторинга комплексной диэлектрической проницаемости на основе двухчастотного зондирования [7 - 9] и возможность применения специальных средств [10 - 13] для фазового контроля

7

нагруженности резонансной камеры обработки для обеспечения функциональной адаптивности комплекса.

Рассмотрим объемный резонатор проходного типа, имеющий два входа, т.е. две системы связи (рис. 1). Для резонатора с двумя элементами связи различием между входом и выходом состоит в том, что первый соединен с генератором, а второй – с согласованной нагрузкой.

Если рассматривать резонатор с двумя элементами связи со стороны входа, то на частотах, близких к резонансной, он напоминает резонатор с одним элементом связи. Большая часть падающей мощности отражается от входной неоднородности. С другой стороны, малая часть интенсивной волны, многократно отражающейся внутри резонатора, просачивается обратно, причем вторая волна находится в противофазе с первой. Однако теперь возникают потери мощности не только внутри самого резонатора (омические потери), но и в выходной цепи, так как часть мощности уходит в выходную цепь.

Рис. 1 – Эквивалентная схема проходного резонатора с двумя элементами связи

. Zв – волновое сопротивление линии, Сэ, Lэ, Rэ - ненормированные параметры резонатора, 1:n1 и n2:1 – идеальные трансформаторы.

Смоделируем проходной резонатор с двумя элементами связи (рис. 2):

Рис. 2 – Смоделированная эквивалентная схема проходного резонатора с двумя элементами связи:

P1, P2 – порты с заданным волновым сопротивлением; M1, M2 – идеальные трансформаторы с коэффициентом связи k;

L1, C1, R3 – эквивалентные параметры резонатора.

Настроим контур на резонансную частоту 5 ГГц и изменяя его коэффициенты связи получим амплитудные и фазовые характеристики (рис. 3 и рис. 4).

8

обратить внимание на сдвиг резонансной частоты при изменении коэффициента связи трансформаторов, что необходимо учесть при дальнейшем зондировании контура двухчастотным сигналом (рис. 5).

Рис. 5 – Зондирование исследуемого контура двухчастотным сигналом.

Подключив два генератора через сумматор на вход резонатора с частотой расстройки генераторов ∆ f = 200 МГц, получим на выходе результирующие колебания в виде биений для всех трех случаев (рис. 6).

Синим цветом обозначен (будем называть его эталонным) сигнал биений с выхода сумматора, период одного биения при расстройке двух генераторов в 200 МГц равен 5 наносекундам. Розовым цветом обозначен сигнал при k1=k2=1, коричневым при k1=k2=0,5 и красным при k1=k2=0,1.

Рис. 4.16 – Временные характеристики в виде биений на выходе резонатора.

10