Об оптимизации пассивных нелинейных радиоответчиков

УДК 621.537

ОБ ОПТИМИЗАЦИИ ПАССИВНЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ РАДИООТВЕТЧИКОВ

© 2015

Н. Ю. Бабанов, кандидат технических наук, доцент, проректор по научной работе

С. В. Ларцов, доктор технических наук, профессор, главный инженер проектов АО «Гипрогазцентр»,

ведущий научный сотрудник

управления научно-исследовательских и инновационных работ

Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород

Аннотация. Статья посвящена описанию методов анализа и конструирования пассивных нелинейных радиоответчиков на основе использования их процессной модели и системного анализа, сочетание которых позволяет проводить структурную оптимизацию пассивных нелинейных радиоответчиков. Приводятся результаты структурной оптимизации мостового параметрического рассеивателя.

Ключевые слова: гармоника, запросный сигнал, нелинейный рассеиватель, ответный сигнал, пассивный нелинейный радиоответчик, параметрический рассеиватель, процессная модель, субгармоника, системный анализ.

Для радиомаркировки различных объектов могут использоваться пассивные нелинейные ра-диответчики, (ПНР). ПНР переизлучают в окружающее пространство ответный сигнал (ОС) на частоте, отличной от частоты запросного сигнала (ЗС), что позволяет селектировать ОС на фоне пе-реотражений ЗС от границы раздела сред и местных предметов, что облегчает дистанционное обнаружение маркированных объектов. ПНР не содержат элементов питания, поэтому их целесообразно применять, если использование активных радиомаркеров невозможно, например к объекту маркировки долгое время нет доступа или его обслуживание затруднено.

ПНР могут иметь очень простую конструкцию и состоят из антенной части (в простейшем случае дипольная антенна), нагруженной на нелинейный элемент. Известны два типа ПНР [1]. Первым типом являются нелинейные рассеиватели [2], у которых н нелинейным преобразованием является искажение формы ЗС из-за нелинейного характера вольт-амперной характеристики нелинейного элемента, соответственно ОС переизлучается на частоте второй гармоники ЗС: /ОС = 2/ЗС .

Вторым типом ПНР являются параметрические рассеиватели [3]. Здесь нелинейным элементом является электрический параметрический контур, а ОС - результат параметрической генерации в этом электрическом параметрическом контуре на частоте половинной субгармоники ЗС /ОС = 0,5/ЗС . Соответственно ЗС выступает сигналом накачки, а электрический параметрический контур настраивается на половинную частоту ЗС.

Принцип работы зондирующей установки (ЗУ), использующей ПНР, проиллюстрирован на рис. 1 и заключается в том, что в направлении поиска излучается ЗС с частотой /ЗС, этот сигнал принимается ПНР, где с ним происходит нелинейное преобразование, в результате которого часть энергии ЗС переизлучается в окружающее пространство на другой частоте и принимается приёмной антенной ЗУ.

Зондирующая установка характеризуется параметрами на частоте ЗС: мощностью ЗС - РЗС , частотой ЗС - юЗС и коэффициентом усиления излучающей антенны поисковой установки Gha, зависящим от частоты ЗС - юЗС и параметров направления на ПНР : азимута аИА , угла места рИА и угла наклона плоскости поляризации - 0ИА, а на частоте ОС она характеризуется частотой ОС - юОС и параметрами приемной антенны поисковой установки: SnA , зависящей от частоты ОС - юПС, и параметров направления на ПНР: азимута аПА, угла места рПА и угла наклона плоскости поляризации - 0ПА. Излучаемый сигнал (ИС) удобно характеризовать интенсивностью волны, излучаемой ПУ в направлении ПНР, приведенной к расстоянию 1 м от излучающей антенны ПУ:

ПиС(ЗС,аисРиС,0иС), где аж, Рис, 0ис - соответственно азимут, угол места и наклон плоскости поляризации излучаемой волны ЗС. ОС удобно характеризовать интенсивностью волны принимаемого сигнала (ПС), падающей на приемную антенну ПУ: ППс(Ос,аПс,РПс,0Пс), где аж, Рпс, 0пс -соответственно азимут, угол места и наклон плоскости поляризации волны принимаемого сигнала.

5

Установка, использующая пассивный нелинейный

радиоответчик

Г енератор запросного сигнала

Излучающая антенна поисковой установки

Сил(зс,^ил,рИД,бид) Рзс

ЮЗС

R=1m________

ПИС

Приемная антенна поисковой установки

Зпл

P ПС

Приемник ответного сигнала

ПС

ППС(ОС,^ПС,РпС,0ПС) <--------------------

Среда

распространения ЗС и ОС

Кзс

~Гзс

Кос

Процессная модель пассивного нелинейного радиоответчика

Приемная антенна запросного сигнала 0зс

Пзс

I/

Тракт приемная антенна запросного сигнала - генератор ответного сигнала

Излучающая антенна ответного сигнала Doc

Г енератор ответного сигнала

Пос

Тракт генератор ответного сигнала -излучающая антенна ответного сигнала

ОС

Рисунок 1 - Процесс взаимодействия зондирующей установки и пассивного нелинейного радиоответчика

ПНР предлагается характеризовать его процессной моделью [4], в которой каждому последовательно происходящему процессу приводится в соответствие отдельный элемент (рис. 1): ЗС должен быть принят приемной антенной ЗС, канализирован при помощи тракта приемная антенна ЗС -генератор ОС к генератору ОС, где осуществляется нелинейное преобразование ЗС, затем сигнал, уже на частоте ОС, канализируется при помощи тракта генератор ОС - излучающая антенна ОС к излучающей антенне ОС, которая излучает ОС в пространство. При этом будем считать, что приемная антенна ЗС облучается ЗС с интенсивностью волны Пзс^зс^зс^зс^зсХ где аэС,РзС,6зС - с°°тветствен-но азимут, угол места и наклон плоскости поляризации волны ЗС, и переизлучается волна ОС, которая на расстоянии 1 метр от ПНР имеет интенсивность ПпС(0С,апсРпС,6пС), а аж,Рпс,0пс - соответственно азимут, угол места и наклон плоскости поляризации волны ОС.

Среда распространения ЗС и ОС характеризуется безразмерными коэффициентами распространения КЗС и КОС:

КЗС=ПиС

и КЗС= П0С

В рамках процессной модели внешнее воздействие и реакция ПНР на указанное воздействие связаны при помощи обобщенной амплитудной характеристики: ПОС (ПЗС,аЗС,РЗС,0ЗС,аОС,РОС,0ОС) =

= ОоС

где D0C (аОС,РОС,0ОС) и Dзc (аЗС,РЗС,0ЗС) -

нормированные диаграммы антенн ПНР на частотах ОС и ЗС.

Выражения (1), (2) и (3) позволяют записать вид основного уравнения ЗУ:

получим, что РЗС(юЗС) связано с РПС(ю0С) как: Рпс(ю ос)=Зпд(ю ос, апА, Р пд,0пд)Оос(аос, Р ос, 0ос)^(Озс(азс, Рзс,0зс)Рзс(юзс)СиА(юзс,аиА,Рид,0ид)/(Кос4лКзс )).

Естественно, что апд = аос ; Рпа=Рос ; 0па=0ос ; азс=аид ;Рзс=Риа ; 0зс=0ид .

Уравнение (4) может быть трансформировано в кривые, позволяющие оценить характеристики функционирования ЗУ. Для этого в (5) необходимо подставить аппроксимацию или аналитический вид АХ.

Вычисление амплитудной характеристики

Для нахождения АХ расчетным методом необходим переход от процессной модели ПНР к его эквивалентной схеме, который удобно выполнить на основе теоремы Нортона [5].

Анализ эквивалентной схемы ПНР сопряжен с определенными особенностями. Рассмотрим их. Запишем уравнения Кирхгофа для схемы:

езс (t) = i(t)ZA(t) + i(t)Z^(t) или e(t) =

= i

где esc(t) = E3cCos(&3ct + фзс) - ЭДС, наведенная ЗС, i(t) - ток в ПНР, uHA)(t) - ток в ПНР, ZA(t) - эквивалентное сопротивление антенны ПНР, Z^(t) -эквивалентное сопротивление нелинейного элемента в нагрузке антенны ПНР.

6

Пасивный

нелинейный

Эквивалентная схема пасивного нелинейного радиоответчика

Уравнение (1), как правило, преобразуется в систему дифференциальных уравнений, решения которых можно найти на основе компьютерного эксперимента. В случае непрерывного ЗС используем метод баланса гармоник, который состоит в подстановке в уравнение ожидаемого вида i(t) и иНЭ(0. Например, если ПНР является НР и, соответственно, полезный ОС переизлуча-ется на 2-й гармонике ЗС, то : i(t)=Io+ ^cos^^ + фО +

^cos^^t +фз)+ ...

Инэ (t)= Uo+UiCOsO^t+Ti) + и2С08(2Шз^+Т2) + ...

После подстановки (6) и (7) в (5) группируются члены с одинаковой частотой и составляются уравнения Кирхгофа для каждой из частот (составляется баланс гармоник). Полученные нелинейные тригонометрические уравнения решаются аналитически или численно.

В результате находится решение в виде зависимости, связывающей параметры ОС и ЗС: ioc (соответственно на частоте 2тЗС или 0,5 созС) от ЕЗС (ЗС) или иОС от ЕЗС (ЗС), которая должна быть преобразована в АХ. Для этого необходимо учесть непосредственную связь параметров эквивалентной схемы ПНР с его процессной моделью [6].

Из анализа эквивалентной схемы, мощность принимаемого ЗС равна:

Рзс = (езс(зс))2 / (2д(юзс)) + +2нэ(«>зс))-

где ZA(co3C) и ZH3)(co3C) соответственно им-педансы антенны и нелинейного элемента на частоте ЗС.

С точки зрения процессной модели:

рзс = пзс^с

где S3C(ra3C) - эффективная площадь приемной антенны ПНР на частогте ЗС, Г - коэффи-

циент отражения на частоте ЗС в приемном тракте ПНР, равный:

Гсн=

+ + Zm

где Zro

Заметим, что в общем случае

Za^cX Zro

комплексные величины, а связь ПЗС и ЕЗС носит характер нелинейной зависимости и не может быть охарактеризована постоянным коэффициентом.

Определим связь величины тока /ОС(юОС), возникающего в параметрическом контуре на частоте ОС, и интенсивности ПОС волны ОС, переизлу-чаемой в пространство. С точки зрения эквивалентной схемы, мощность ОС, рассеиваемая антенной, определяетс как:

Рос = Za( oc)Ioc2( ос) ^ ^

Эта мощность переизлучается в пространство на частоте ОС, антенной переизлучающей ОС с коэффициент усиления GOc(raOc), при этом на расстоянии 1 метр от ПНР создаётся электромагнитная волна ОС с интенсивностью ПОС , которая с учетом (11) определяется как:

Пос = Рос ^ос(ос)/4л =

=ZA(OC)IOC2(OC)Goc(OC)/4n .

Таким образом, с точки зрения задачи нахождения амплитудной характеристики, при анализе эквивалентной схемы ПНР, кроме традиционно определяемой зависимости уровня тока на частоте ОС, протекающего через нелинейный элемент, от величины ЭДС, наведенной ЗС, или величины напряжения на нелинейном элементе на частоте ОС от величины ЭДС, наведенной ЗС, необходимо определить еще зависимость сопро-

7

тивления нелинейного элемента для частоты ЗС от величины ЭДС, наведенной ЗС и знать величины, характеризующие пространственные свойства антенной части ПНР на частотах ЗС и ОС: §зс(зс) и Сос(юос)-

Направления оптимизации пассивного нелинейного радиоответчика

Описанный выше подход к описанию ПНР позволяет ставить вопрос об оптимизации структуры ПНР. Эта задача должна быть рассмотрена с позиций системного подхода [7, 8].

Прежде всего следует учитывать условия, в которых располагается ПНР. Так, многие описанные в литературе ПНР не соответствуют решаемой задаче по своим конструктивным особенностям. Например, дипольные параметрические рассеиватели, предложенные в [9], не соответствуют задаче размещения на теле человека, например, раненого бойца. Учет требования размещения радиомаркеров - ПНР на теле человека выполнен в [3] для НР - радиомаркеров и в [10] для маркеров - ПР.

Таким образом, структура и эксплуатационные параметры создаваемой системы неразрывно связаны с задачей, для которой предполагается использовать ПНР.

Исходя из описанной выше процессной модели ПНР можно выделить следующие направления оптимизации структуры ПНР, которые необходимо учитывать при системном анализе:

1. Необходима адаптация антенных систем к среде и условиям, в которых находится ПНР.

2. Взаимодействие ПНР с поисковым устройством должно строиться на использовании тех типов электромагнитных волн и тех частотных диапазонов, которые наилучшим образом соответствуют имеющейся среде взаимодействия.

3. Нелинейный элемент ПНР следует рассматривать как устройство, преобразующее энергию ЗС в энергию ОС и, соответственно, имеющее свой вход и выход, поэтому ПНР всегда следует рассматривать как четырехполюсник, у которого нелинейный элемент подключен к двум антеннам: антенне, принимающей ЗС, и антенне, переизлучающей ОС. Так как гораздо проще обеспечить хорошее согласование между нелинейным элементом и антенной на одной частоте, приходим к идее конструктивного разделения приемной и передающей антенн ПНР и соответствующей конструкции нелинейного элемента в виде четырехполюсника.

4. ПНР - датчики, чувствительные к изменению условий среды, - должны строиться на основе расположения чувствительных к среде

элементов в конструкции антенн ЗС и ОС, либо в конструкции нелинейного элемента, определяющего эффективность преобразования ЗС в ОС, либо в конструкции согласующих элементов в трактах, соединяющих нелинейный элемент с антеннами ЗС и ОС.

5. Задача оптимизации структуры ПНР состоит в выборе типа электромагнитной волны и принципа нелинейного преобразования ЗС в ОС, позволяющих в имеющихся условиях организовать наилучшее взаимодействие ПНР с поисковой установкой; выборе структуры ПНР, адекватной задаче; и достижении наилучшего согласования антенн ЗС и ОС с нелинейным элементом ПНР.

6. Задача согласования антенны ОС с нелинейным элементом ПНР имеет определенную специфику, связанную с тем, что нелинейный элемент ПНР на частоте ОС выступает генераторам ОС. Наиболее эффективное согласование генератора ОС с антенной ОС связано с требованием обеспечения равенства сопротивлений излучения антенны ОС и внутреннего сопротивления генератора ОС. Однако ЭДС генератора ОС зависит от сопротивления излучения антенны ОС (как и сопротивления излучения антенны ЗС и величины ЭДС на частоте ЗС), поэтому достижение согласования является итерационной задачей. В связи с указанным, должна ставиться оптимизационная задача подбора сопротивления излучения антенны, переизлучающей ОС в пространство по определенному критерию. Наиболее естественно таким критерием принять достижение наибольшего уровня ОС при определенном уровне ЗС, хотя могут быть выбраны и другие критерии: достижение максимального возможного уровня ОС, достижения наилучшего коэффициента преобразования ЗС в ОС и др.

Создание ПНР непосредственно связано с решением специфических задач, обусловленных требованиями задачи их использования, связанными с условиями эксплуатации. Эти требования автоматически переносятся на компоненты ПНР. Соответственно, методика создания ПНР должна быть адаптирована к наиболее полному удовлетворению требований применения ПНР, вытекающих из практической задачи. Сущность системного подхода заключается в разработке системы поиска пассивного нелинейного радиомаркера или системы, измеряющей при помощи пассивного нелинейного радиодатчика тот или иной параметр среды.

При этом необходимо учитывать одновременно три основных ограничения: ограничения,

8

связанные с физическими возможностями ПНР, ограничения, связанные с возможностями оборудования поисковой и измерительной установки (чувствительность приемника, генерируемая мощность ЗС). Это позволяет при синтезе конструкции системы (поисковая установка, ПНР, измерительная установка) наиболее полно реализовать функциональные возможности всех ее компонентов. Оптимизация технических характеристик отдельных компонентов создаваемой системы, безусловно, полезна, но не является обязательной. Основной целью является создание поисковой или диагностической (измерительной) установки, эффективно взаимодействующей с ПНР. Рассмотрим основные принципы системного подхода к синтезу конструкции системы: поисковая или измерительная установка - ПНР. Структурная схема системного подхода представлена на рисунке 3.

На первом этапе синтеза конструкции системы на основе первичных требований к системе выполняется комплексный анализ требований, вытекающих из поставленной прикладной задачи (блок 1). При этом первичные требования часто выдаются на интуитивном уровне или в виде необоснованных количественных характеристик. Например, при разработке системы радиомаркировки с использованием ПНР может быть указана дальность действия. Однако эта величина зависит от многих факторов, связанных с условиями распространения, частотным диапазоном, размерами радимаркера и т. д. Без указания всех этих факторов достижение заданной дальности действия не имеет смысла. Поэтому при комплексном анализе требований, вытекающих из поставленной прикладной задачи, прежде всего, необходима конкретизация факторов, которые позволят сформулировать задачу разработки в виде объективных показателей, не зависящих от внешних факторов. Таким образом, формируются рамки, ограничивающие возможность реализации новой системы поиска или диагностики и входящих в нее компонентов.

При комплексном анализе требований обязательными являются учет требований к создающейся системе в целом (блок 2), выделение приоритетных требований (блок 2) и сравнение требований с характеристиками аналогов (блок 4).

Определяя приоритет тех или иных требований, разработчик анализирует возможность выполнения всех требований. На основе этого анализа проводится формирование структуры системы и параметров ее элементов. Результатом

анализа является формирование структуры системы и параметров ее элементов, в частности конструктив ПНР, частота, мощность, параметры антенных систем, временные характеристики излучения передатчика, чувствительность приемника, условия распространения ЗС и ОС, в которых предполагается использование установки, дальность действия и т. п. (блок 5). Эти данные являются отправной точкой для анализа функционирования системы для чего выполняется моделирование по трем направлениям: моделирование процессов в пассивном нелинейном радиоответчике (блок 6); моделирование процессов излучения запросных сигналов и приема ответных сигналов (блок 7); моделирование процессов распространения ответных и запросных сигналов (блок 8). Следует отметить, что в моделирование процессов распространения ответных и запросных сигналов может свестись к применению достаточно простых и известных формул распространения электромагнитных колебаний. Так для задач дистанционного поиска в условиях приповерхностного распространения ЗС и ОС успешно можно применять известную формулу академика Введенского [11].

Результаты моделирования должны сравниваться с ожидаемыми (заданными) показателями. При анализе результатов моделирования (блок 9) используются определенные критерии качества, в частности указанные выше. При неудовлетворительных результатах анализа производится корректировка структуры системы и параметров ее элементов (в блоке 5), запуская тем самым итерационный процесс формирования конструкции создаваемой системы в соответствии с выбранным критерием. При удовлетворительных результатах анализа производится формирование обоснованной конструкции системы и параметров ее элементов (блок 10), при этом процесс синтеза конструкции системы завершается либо формированием общей модели функционирования поисковой или диагностической установки и пассивного нелинейного радиоответчика (блок 11), либо разработкой экспериментального макета поисковой или диагностической установки и пассивного нелинейного радиоответчика (блок 12), на котором могут проводиться натурные эксперименты и испытания, либо разработкой обоснованных технических требований на разработку образца поисковой или диагностической установки и пассивного нелинейного радиоответчика (блок 13).

9

Рисунок 3 - Структурная схема системного подхода к синтезу конструкции системы: поисковая или измерительная установка - пассивный нелинейный радиоответчик

Примером синтеза ПНР может быть синтез конструкции мостового параметрического рассеивателя.

Сначала эвристически [12] был предложен новый вид ПР - четырехполюсник, состоящий из системы из 4-х параметрических контуров, соединенных в виде моста, к диагоналям которого присоединены антенны ЗС и ОС (рис. 4).

Рисунок 4 - Структурная схема мостового ПР

Следующим шагом была апробация мостового параметрического рассеивателя при помощи математического моделирования и натурных экспериментов. Исследовался простейший мостовой ПР, у которого антеннами принимающей ЗС и пе-реизлучающей ОС были полуволновые диполи.

Амплитудные характеристики дипольного мостового ПР, определённые в результате модельного эксперимента, представлены на рисунке 5 (кривая 1), в результате натурного эксперимента отображены на рисунке 6 (кривая 1).

Наличие математической модели позволило поставить вопрос об оптимизации мостового ПР, под которой понималась достижение хорошего согласования между системой параметрических генераторов и антеннам ЗС и ОС.

10

Рисунок 5 - Рассчитанные амплитудные характеристики мостового ПР: 1 - с дипольными антеннами (R«70 Ом ), 2 - с двойным петлевым вибратором (R«700 Ом ) в качестве антенны ОС

Рисунок 6 - Экспериментальные амплитудные характеристики мостового ПР: 1 - с дипольными антеннами (R«70 Ом ), 2 - с двойным петлевым вибратором ^*700Ом) в качестве антенны ОС

Для этого были вычислены значения сопротивлений системы ПР на частотах ЗС и ОС, которые оказались зависящими от уровня ЗС, облучающего ПР. Для рабочих значений интенсивности волны ЗС, значения сопротивлений системы параметрических генераторов оказались для ЯЗС « 70 Ом, а для ~ 700 Ом. Амплитудные ха-

рактеристики оптимизированного ПР, определённые в результате модельного эксперимента, представлены на рисунок 4 (кривая 1), в результате натурного эксперимента отображены на рисунок 5 (кривая 1). Амплитудные характеристики оптимизированного мостового ПР, определённые в результате модельного эксперимента, представлены на рисунок 5 (кривая 2), результаты натурного эксперимента отображены на рисунке 6 (кривая 2). В натурных экспериментах дипольная антенна ОС была заменена двойным петлевым вибратором, у которого сопротивление излучения равно примерно 700 Ом [13]. Фото оптимизированного ПР представлено на рисунок 7.

Таким образом моделирование ПНР позволяет на основе системного подхода проводить их структурную оптимизацю.

Рисунок 7 - Оптимизированный мостовой ПР с дипольной антеннй, принимающей ОС и двойным петлевым вибратором в качестве антенны, переизлучающей ОС

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горбачев А. А. Особенности зондирования электромагнитными волнами сред с нелинейными включениями // Радиотехника и электроника. 1996. Т. 41. № 2. С. 152-157.

3. Горбачев П. А. Нелинейный рассеиватель электромагнитных волн, создающий субгармоники

2. Агрба Д. Ш. Бабанов Н. Ю., Бычков О. Н., Васенкова Л. В., Горбачев А. А., Ларцов С. В., Та-раканков С. П., Чигин Е. П. Нелинейные рассеиватели как средства маркировки // Радиотехни-ка.1998. № 10. С. 96-100.

// Радиотехника и электроника. 1999. Т. 44. № 10. С.1164-1167.

11

4. Бабанов Н. Ю., Ларцов С. В.// Необходимые характеристики для описания пространственных свойств простых нелинейных рассеивателей // Радиотехника. 2009. № 5. С. 34-39.

5. Франческетти Д., Пинто И. Антенны с нелинейной нагрузкой // В кн. Нелинейные электромагнитные волны: М. : Мир. 1983. С. 223-249.

6. Бабанов Н. Ю., Клюев А. В., Ларцов С. В., Самарин В. П. Моделирование процессов переиз-лучения на частоте половинной субгармоники сигнала накачки в одноконтурном параметрическом рассеивателе // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2015. Т. 58. № 4. С. 326-337.

7. Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем. М. : Мир. 1971. 400 с.

8. Кашин А. В. Системный подход к проектированию бортовых антенно-фидерных систем СВЧ и КВЧ-диапазонов // Антенны. 2009. Вып. 9 (148). С. 59-66.

9. Литвинов А. М. Радиокомплекс розыска маркеров // Патент Российской Федерации № 2108596, дата подачи заявки 11.10.1994 г., опубликован 10.04.1998 г.

10. Ларцов С. В. Нелинейный пассивный маркер-параметрический рассеиватель // Патент Российской Федерации на изобретение № 2336538 C 2, дата подачи заявки 28.06.2006 г., опубликован 20.10.2008 г., Бюллетень № 29 от 20.10.2008.

11. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. М. : Связь, 1972. 336 с.

12. Бабанов Н. Ю., Ларцов С. В. Маркерсубгармонический параметрический рассеиватель // Патент Российской Федерации на изобретение № 2496123 по заявке № 2012111796 от 27.03.12. Бюллетень № 29 от 20.10.13.

13. Ротхаммель К. Антенны. М. : Энергия, 1979. 656 с.

ABOUT OPTIMIZATION OF PASSIVE NONLINEAR TRANSPONDERS

© 2015

N. Ju. Babanov, the candidate of technical sciences, the associate professor S. V. Lartsov, doctor of technical sciences, professor, chief project engineer of AO «Giprogaztsentr», leading researcher of department of research and innovative work

Nizhny Novgorod state technical university im. R. E. Alekseev, N. Novgorod

Annotation. This article is devoted to a description of methods of analysis and constrictions of passive nonlinear transponders on the base of the using their processing model and systems analysis. Combination of them take the possibility of the structural optimization of the passive nonlinear transponders. The results of structural optimization of the bridge parametric scatterer are submitted.

Keywords: passive nonlinear transponder, nonlinear scatterer, parametric scatterer, harmonics, subharmonics, challenging signal, response signal, processing model, systems analysis.

УДК 621.311.1.004.63-044.963+621.3.019.3]

АНАЛИЗ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И ОБОСНОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

© 2015

А. В. Виноградов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение»

Орловский государственный аграрный университет, Орел (Россия) Р. А. Перьков, заместитель главного инженера,

АО «Орелоблэнерго», Орел

Аннотация. Статья посвящена оценке надежности электрооборудования и электрических сетей, применяемых для электроснабжения потребителей. Рассмотрены, на примере электрических сетей, находящихся на балансе АО «Орелоблэнерго», основные причины повреждений воздушных и кабельных линий, трансформаторных подстанций и распределительных пунктов. Выявлено, что кабельные линии всех классов напряжения повреждаются из-за дефектов прокладки (до 10,5 %), старения защитных покровов, брони, оболочки и, как следствие, ухудшения изоляционных свойств бумажной изоляции (увлажнение, усыхание,

12