LOCAL OSCILLATORS FOR MM-WAVELENGTH AERONOMIC RECEIVERS
PACS numbers: 95.85.Bh,97.10.Bt, 98.38.Ez Purpose: A description of the original technical solutions of the solid-state highly stable local oscillators of the millimeter range and the results of the study of the main characteristics of the developed devices are given. The goal of the work is the dev...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | rus |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1313 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Radio physics and radio astronomy |
Репозитарії
Radio physics and radio astronomy| id |
oai:ri.kharkov.ua:article-1313 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| topic |
millimeter waves local oscillator economy stability phase locked loop миллиметровые волны гетеродин экономичность стабильность фазовая автоподстройка частоты ; міліметрові хвилі генератор економічність стабільність фазове автопідстроювання частоти |
| spellingShingle |
millimeter waves local oscillator economy stability phase locked loop миллиметровые волны гетеродин экономичность стабильность фазовая автоподстройка частоты ; міліметрові хвилі генератор економічність стабільність фазове автопідстроювання частоти Myshenko, V. V. Shulga, V. M. Korolev, A. M. Karelin, Yu. V. Chechotkin, D. L. Antyufeyev, O. V. Patoka, O. M. LOCAL OSCILLATORS FOR MM-WAVELENGTH AERONOMIC RECEIVERS |
| topic_facet |
millimeter waves local oscillator economy stability phase locked loop миллиметровые волны гетеродин экономичность стабильность фазовая автоподстройка частоты ; міліметрові хвилі генератор економічність стабільність фазове автопідстроювання частоти |
| format |
Article |
| author |
Myshenko, V. V. Shulga, V. M. Korolev, A. M. Karelin, Yu. V. Chechotkin, D. L. Antyufeyev, O. V. Patoka, O. M. |
| author_facet |
Myshenko, V. V. Shulga, V. M. Korolev, A. M. Karelin, Yu. V. Chechotkin, D. L. Antyufeyev, O. V. Patoka, O. M. |
| author_sort |
Myshenko, V. V. |
| title |
LOCAL OSCILLATORS FOR MM-WAVELENGTH AERONOMIC RECEIVERS |
| title_short |
LOCAL OSCILLATORS FOR MM-WAVELENGTH AERONOMIC RECEIVERS |
| title_full |
LOCAL OSCILLATORS FOR MM-WAVELENGTH AERONOMIC RECEIVERS |
| title_fullStr |
LOCAL OSCILLATORS FOR MM-WAVELENGTH AERONOMIC RECEIVERS |
| title_full_unstemmed |
LOCAL OSCILLATORS FOR MM-WAVELENGTH AERONOMIC RECEIVERS |
| title_sort |
local oscillators for mm-wavelength aeronomic receivers |
| title_alt |
ГЕТЕРОДИНЫ АЭРОНОМИЧЕСКИХ ПРИЕМНИКОВ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ГЕТЕРОДИНИ АЕРОНОМІЧНИХ ПРИЙМАЧІВ МІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ |
| description |
PACS numbers: 95.85.Bh,97.10.Bt, 98.38.Ez Purpose: A description of the original technical solutions of the solid-state highly stable local oscillators of the millimeter range and the results of the study of the main characteristics of the developed devices are given. The goal of the work is the development of small-sized stabilized generators with low power consumption for the use in the composition of superheterodyne receivers of the 2 mm and 3 mm ranges for aeronomic research.Design/methodology/approach: The created local oscillators are based on multiple multiplication of the reference signal with a phase locked loop. The output generator on the Gunn diode works without a varactor, with the frequency tuning by changing the voltage on the diode. To measure the spectral characteristics, a test signal of a separate highly stable heterodyne of an astronomical receiver was used. The spectrum of the investigated local oscillator was recorded by a parallel Fourier spectrum analyzer with the frequency resolution of 1 kHz per channel. Methods for the study of other basic characteristics were standard methods of radio measurements.Findings: Compact sources of the heterodyne signal of the mm-wavelength range with low power consumption (less than 20 W) were designed and tested. The output power of the local oscillators is at least 50 mW. The measured relative frequency instability is better than 10-8 when working with a thermostatted quartz reference source. The time resource of continuous work exceeds 2 years.Conclusions: Relative instability of frequency (10-8 ) and launch power (more than 50 mW) of the presented generators correspond to the characteristics of industrial mm-wavelength precision generators, the here developed generators (devices) being more economical, compact and cheaper. A number of proposed circuit and design solutions can be used by designers of similar equipment in the mm-wavelength range.Key words: millimeter waves, local oscillator, economy, stability, phase locked loopManuscript submitted 11.04.2019Radio phys. radio astron. 2019, 24(2): 144-153REFERENCES1. HOFFMANN, C. G., RAFFALSKI, U., PALM M., FUNKE, B., GOLCHERT, S. H. W., HOCHSCHILD, G. and NOTHOLT, J., 2011. Observation of strato-mesospheric CO above Kiruna with ground-based microwave radiometry – retrieval and satellite comparison. Atmos. Meas. Tech. vol. 4, is. 11, pp. 2389–2408. DOI: https://doi.org/10.5194/amt-4-2389-20112. STRAUB, C., ESPY, P. J., HIBBINS, R. E. and NEWNHAM, D. A., 2013. Mesospheric CO above Troll station, Antarctica observed by a ground based microwave radiometer. Earth Syst. Sci. Data. vol. 5, is. 1, pp. 199–208. DOI: https://doi.org/10.5194/essd-5-199-20133. HAGEN, J., MURK, A., RÜFENACHT, R., KHAYKIN, S., HAUCHECORNE, A. and KÄMPFER, N., 2018. WIRA-C: a compact 142-GHz-radiometer for continuous middle-atmospheric wind measurements. Atmos. Meas. Tech. vol. 11, is. 9, pp. 5007–5024. DOI: https://doi.org/10.5194/amt-11-5007-20184. RÜFENACHT, R., KÄMPFER, N. and MURK, A., 2012. First middle-atmospheric zonal wind profile measurements with a new ground-based microwave Doppler-spectro-radiometer. Atmos. Meas. Tech. vol. 5, is. 11, pp. 2647–2659. DOI: https://doi.org/10.5194/amt-5-2647-20125. ANTYUFEYEV, A. V. and SHULGA, V. M., 2005. FFT-based digital spectrum analyzer on PC. Radiotekhnika. no. 10. pp. 145–148. (in Russian).6. KARELIN, YU. V., ANTYUFEYEV, O. V., MYSHEN KO, V. V. and SHULGA, V. M., 2017. An FPGA-based fourier FFTS-160 spectrometer for atmospheric molecular radiation research. Telecomm. Radio Eng. vol. 76, is. 4, pp. 305–313. DOI: https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v76.i4.307. FORKMAN, P., PIDDYACHIY, V., KOROLEV, A., MYSHENKO, V., MYSHENKO, A. and SHULGA, V., 2006. An uncooled very low noise Schottky diode receiver frontend for middle atmospheric ozone and carbon monoxide measurements. Int. J. Infrared Millimeter Waves. vol. 27, is. 1, pp. 25–35. DOI: https://doi.org/10.1007/s10762-006-9061-38. PIDDYACHIY, V. I., SHULGA, V. M., MYSHENKO, V. V., KOROLEV, A. M., MYSHENKO, A. V., ANTYUFEYEV, A. V., POLADICH, A. V. and SHKODIN, V. I., 2010. 3-mm wave spectroradiometer for studies of atmospheric trace gases. Radiophys. Quantum El. vol. 53, is. 5-6, pp. 326–333. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-010-9231-y9. PIDDYACHIY, V., SHULGA, V., MYSHENKO, V., KOROLEV, A., ANTYFEYEV, O., SHULGA, D. and FORKMAN, P., 2017. Microwave radiometer for spectral observations of mesospheric carbon monoxide at 115 GHz over Kharkiv, Ukraine. J. Infrared Millim. Terahertz Waves. vol. 38, is. 3, pp. 292–302. DOI: https://doi.org/10.1007/s10762-016-0334-110. PIDDYACHIY, V. I., KOROLEV, A. M., MYSHENKO, V. V. and SHULGA, V. M., 2015. The 2-mm range receiving module for observations of atmospheric ozone emission line at 142.2 GHz. Radio Phys. Radio Astron. vol. 20, is 3, pp. 261–268. (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra20.03.26111. PIDDYACHIY, V., 2015. Schottky diode tripler in the 3-mm wave receiver for investigation of atmospheric gases. Radio Phys. Radio Astron. vol. 20, is. 1, pp. 86–93. (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra20.01.08612. ALEKSEEV, E. A. and ZAKHARENKO, V. V., 2007. Direct Digital Synthesizer at the Microwave Spectroscopy. Radio Phys. Radio Astron. vol. 12, is. 2, pp. 205–213. (in Russian).13. ALEKSEEV, E. A., ILYUSHIN, V. V. and MESCHERYAKOV, A. A., 2014. High-precision microwave spectrometer with sub-Doppler spectral resolution. Radio Phys. Radio Astron. vol. 19, is. 4, pp. 364–374. (in Russian).DOI: https://doi.org/10.15407/rpra19.04.36414. KOROLEV, A., 2011. An Intermediate-Frequency Amplifier for a Radio-Astronomy Superheterodyne Receiver. Instrum. Exp. Tech. vol. 54, is. 1, pp. 81–83. DOI: https://doi.org/10.1134/S002044121006103X15. KOROLEV, A. M. and SHULGA, V. M., 2011. Unsaturated regime as alternative method to provide stability of low-noise amplifier on high-electron-mobility transistors. Radio Phys. Radio Astron. vol. 16, is. 4, pp. 433–439. (in Russian).16. ANTYUFEYEV, A. V., MYSHENKO, A. V. and MYSHENKO, V. V., 2013. Microwave oscillator’s spectral observation with a radio astronomy receiver. In: Proceedings of the 23-th International Crimean conference “Microwave and Telecommunication technology” (CriMiCo’2013). Sevastopol, Ukraine: IEEE, pp. 949–950 |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2019 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1313 |
| work_keys_str_mv |
AT myshenkovv localoscillatorsformmwavelengthaeronomicreceivers AT shulgavm localoscillatorsformmwavelengthaeronomicreceivers AT korolevam localoscillatorsformmwavelengthaeronomicreceivers AT karelinyuv localoscillatorsformmwavelengthaeronomicreceivers AT chechotkindl localoscillatorsformmwavelengthaeronomicreceivers AT antyufeyevov localoscillatorsformmwavelengthaeronomicreceivers AT patokaom localoscillatorsformmwavelengthaeronomicreceivers AT myshenkovv geterodinyaéronomičeskihpriemnikovmillimetrovogodiapazona AT shulgavm geterodinyaéronomičeskihpriemnikovmillimetrovogodiapazona AT korolevam geterodinyaéronomičeskihpriemnikovmillimetrovogodiapazona AT karelinyuv geterodinyaéronomičeskihpriemnikovmillimetrovogodiapazona AT chechotkindl geterodinyaéronomičeskihpriemnikovmillimetrovogodiapazona AT antyufeyevov geterodinyaéronomičeskihpriemnikovmillimetrovogodiapazona AT patokaom geterodinyaéronomičeskihpriemnikovmillimetrovogodiapazona AT myshenkovv geterodiniaeronomíčnihprijmačívmílímetrovogodíapazonu AT shulgavm geterodiniaeronomíčnihprijmačívmílímetrovogodíapazonu AT korolevam geterodiniaeronomíčnihprijmačívmílímetrovogodíapazonu AT karelinyuv geterodiniaeronomíčnihprijmačívmílímetrovogodíapazonu AT chechotkindl geterodiniaeronomíčnihprijmačívmílímetrovogodíapazonu AT antyufeyevov geterodiniaeronomíčnihprijmačívmílímetrovogodíapazonu AT patokaom geterodiniaeronomíčnihprijmačívmílímetrovogodíapazonu |
| first_indexed |
2024-05-26T06:29:25Z |
| last_indexed |
2024-05-26T06:29:25Z |
| _version_ |
1800358365423992832 |
| spelling |
oai:ri.kharkov.ua:article-13132020-06-09T10:29:06Z LOCAL OSCILLATORS FOR MM-WAVELENGTH AERONOMIC RECEIVERS ГЕТЕРОДИНЫ АЭРОНОМИЧЕСКИХ ПРИЕМНИКОВ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ГЕТЕРОДИНИ АЕРОНОМІЧНИХ ПРИЙМАЧІВ МІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ Myshenko, V. V. Shulga, V. M. Korolev, A. M. Karelin, Yu. V. Chechotkin, D. L. Antyufeyev, O. V. Patoka, O. M. millimeter waves; local oscillator; economy; stability; phase locked loop миллиметровые волны гетеродин; экономичность; стабильность; фазовая автоподстройка частоты ; міліметрові хвилі; генератор; економічність; стабільність; фазове автопідстроювання частоти PACS numbers: 95.85.Bh,97.10.Bt, 98.38.Ez Purpose: A description of the original technical solutions of the solid-state highly stable local oscillators of the millimeter range and the results of the study of the main characteristics of the developed devices are given. The goal of the work is the development of small-sized stabilized generators with low power consumption for the use in the composition of superheterodyne receivers of the 2 mm and 3 mm ranges for aeronomic research.Design/methodology/approach: The created local oscillators are based on multiple multiplication of the reference signal with a phase locked loop. The output generator on the Gunn diode works without a varactor, with the frequency tuning by changing the voltage on the diode. To measure the spectral characteristics, a test signal of a separate highly stable heterodyne of an astronomical receiver was used. The spectrum of the investigated local oscillator was recorded by a parallel Fourier spectrum analyzer with the frequency resolution of 1 kHz per channel. Methods for the study of other basic characteristics were standard methods of radio measurements.Findings: Compact sources of the heterodyne signal of the mm-wavelength range with low power consumption (less than 20 W) were designed and tested. The output power of the local oscillators is at least 50 mW. The measured relative frequency instability is better than 10-8 when working with a thermostatted quartz reference source. The time resource of continuous work exceeds 2 years.Conclusions: Relative instability of frequency (10-8 ) and launch power (more than 50 mW) of the presented generators correspond to the characteristics of industrial mm-wavelength precision generators, the here developed generators (devices) being more economical, compact and cheaper. A number of proposed circuit and design solutions can be used by designers of similar equipment in the mm-wavelength range.Key words: millimeter waves, local oscillator, economy, stability, phase locked loopManuscript submitted 11.04.2019Radio phys. radio astron. 2019, 24(2): 144-153REFERENCES1. HOFFMANN, C. G., RAFFALSKI, U., PALM M., FUNKE, B., GOLCHERT, S. H. W., HOCHSCHILD, G. and NOTHOLT, J., 2011. Observation of strato-mesospheric CO above Kiruna with ground-based microwave radiometry – retrieval and satellite comparison. Atmos. Meas. Tech. vol. 4, is. 11, pp. 2389–2408. DOI: https://doi.org/10.5194/amt-4-2389-20112. STRAUB, C., ESPY, P. J., HIBBINS, R. E. and NEWNHAM, D. A., 2013. Mesospheric CO above Troll station, Antarctica observed by a ground based microwave radiometer. Earth Syst. Sci. Data. vol. 5, is. 1, pp. 199–208. DOI: https://doi.org/10.5194/essd-5-199-20133. HAGEN, J., MURK, A., RÜFENACHT, R., KHAYKIN, S., HAUCHECORNE, A. and KÄMPFER, N., 2018. WIRA-C: a compact 142-GHz-radiometer for continuous middle-atmospheric wind measurements. Atmos. Meas. Tech. vol. 11, is. 9, pp. 5007–5024. DOI: https://doi.org/10.5194/amt-11-5007-20184. RÜFENACHT, R., KÄMPFER, N. and MURK, A., 2012. First middle-atmospheric zonal wind profile measurements with a new ground-based microwave Doppler-spectro-radiometer. Atmos. Meas. Tech. vol. 5, is. 11, pp. 2647–2659. DOI: https://doi.org/10.5194/amt-5-2647-20125. ANTYUFEYEV, A. V. and SHULGA, V. M., 2005. FFT-based digital spectrum analyzer on PC. Radiotekhnika. no. 10. pp. 145–148. (in Russian).6. KARELIN, YU. V., ANTYUFEYEV, O. V., MYSHEN KO, V. V. and SHULGA, V. M., 2017. An FPGA-based fourier FFTS-160 spectrometer for atmospheric molecular radiation research. Telecomm. Radio Eng. vol. 76, is. 4, pp. 305–313. DOI: https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v76.i4.307. FORKMAN, P., PIDDYACHIY, V., KOROLEV, A., MYSHENKO, V., MYSHENKO, A. and SHULGA, V., 2006. An uncooled very low noise Schottky diode receiver frontend for middle atmospheric ozone and carbon monoxide measurements. Int. J. Infrared Millimeter Waves. vol. 27, is. 1, pp. 25–35. DOI: https://doi.org/10.1007/s10762-006-9061-38. PIDDYACHIY, V. I., SHULGA, V. M., MYSHENKO, V. V., KOROLEV, A. M., MYSHENKO, A. V., ANTYUFEYEV, A. V., POLADICH, A. V. and SHKODIN, V. I., 2010. 3-mm wave spectroradiometer for studies of atmospheric trace gases. Radiophys. Quantum El. vol. 53, is. 5-6, pp. 326–333. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-010-9231-y9. PIDDYACHIY, V., SHULGA, V., MYSHENKO, V., KOROLEV, A., ANTYFEYEV, O., SHULGA, D. and FORKMAN, P., 2017. Microwave radiometer for spectral observations of mesospheric carbon monoxide at 115 GHz over Kharkiv, Ukraine. J. Infrared Millim. Terahertz Waves. vol. 38, is. 3, pp. 292–302. DOI: https://doi.org/10.1007/s10762-016-0334-110. PIDDYACHIY, V. I., KOROLEV, A. M., MYSHENKO, V. V. and SHULGA, V. M., 2015. The 2-mm range receiving module for observations of atmospheric ozone emission line at 142.2 GHz. Radio Phys. Radio Astron. vol. 20, is 3, pp. 261–268. (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra20.03.26111. PIDDYACHIY, V., 2015. Schottky diode tripler in the 3-mm wave receiver for investigation of atmospheric gases. Radio Phys. Radio Astron. vol. 20, is. 1, pp. 86–93. (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra20.01.08612. ALEKSEEV, E. A. and ZAKHARENKO, V. V., 2007. Direct Digital Synthesizer at the Microwave Spectroscopy. Radio Phys. Radio Astron. vol. 12, is. 2, pp. 205–213. (in Russian).13. ALEKSEEV, E. A., ILYUSHIN, V. V. and MESCHERYAKOV, A. A., 2014. High-precision microwave spectrometer with sub-Doppler spectral resolution. Radio Phys. Radio Astron. vol. 19, is. 4, pp. 364–374. (in Russian).DOI: https://doi.org/10.15407/rpra19.04.36414. KOROLEV, A., 2011. An Intermediate-Frequency Amplifier for a Radio-Astronomy Superheterodyne Receiver. Instrum. Exp. Tech. vol. 54, is. 1, pp. 81–83. DOI: https://doi.org/10.1134/S002044121006103X15. KOROLEV, A. M. and SHULGA, V. M., 2011. Unsaturated regime as alternative method to provide stability of low-noise amplifier on high-electron-mobility transistors. Radio Phys. Radio Astron. vol. 16, is. 4, pp. 433–439. (in Russian).16. ANTYUFEYEV, A. V., MYSHENKO, A. V. and MYSHENKO, V. V., 2013. Microwave oscillator’s spectral observation with a radio astronomy receiver. In: Proceedings of the 23-th International Crimean conference “Microwave and Telecommunication technology” (CriMiCo’2013). Sevastopol, Ukraine: IEEE, pp. 949–950 УДК 537.962:621.382.32PACS numbers: 95.85.Bh,97.10.Bt, 98.38.Ez Предмет и цель работы: Приводятся описание оригинальных технических решений твердотельных высокостабильных гетеродинов миллиметрового диапазона и результаты исследования основных характеристик разработанных устройств. Цель работы – разработка малогабаритных стабилизированных генераторов с малой потребляемой мощностью для использования в составе супергетеродинных приемников 2-мм и 3-мм диапазонов для аэрономических исследований.Методы и методология: Созданные гетеродины основаны на многократном умножении опорного сигнала с фазовой автоподстройкой частоты. Выходной генератор на диоде Ганна работает без варактора, с перестройкой по частоте путем изменения напряжения на диоде. Для измерения спектральных характеристик использовался тестовый сигнал отдельного высокостабильного гетеродина астрономического приемника. Регистрация спектра сигнала исследуемого гетеродина осуществлялась параллельным фурье-анализатором спектра с частотным разрешением 1 кГц/канал. Методы исследования прочих базовых характеристик – стандартные методы радиоизмерений.Результаты: Разработаны и протестированы компактные источники гетеродинного сигнала миллиметрового диапазона длин волн с низкой потребляемой мощностью (менее 20 Вт). Выходная мощность генераторов – не менее 50 мВт. Измеренная относительная нестабильность частоты лучше 10-8 при работе с термостатированным кварцевым опорным источником. Временной ресурс непрерывной работы превышает 2 года.Заключение: Относительная нестабильность частоты (10-8 ) и выходная мощность (более 50 мВт) представленных генераторов соответствуют характеристикам промышленных прецизионных генераторов миллиметрового диапазона, при этом разработанные устройства экономичнее, компактнее и дешевле. Ряд предложенных схемных и конструктивных решений может использоваться проектировщиками аналогичной техники в миллиметровом диапазоне длин волн.Ключевые слова: миллиметровые волны, гетеродин, экономичность, стабильность, фазовая автоподстройка частотыСтатья поступила в редакцию 11.04.2019Radio phys. radio astron. 2019, 24(2): 144-153СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Hoffmann C. G., Raffalski U., Palm M., Funke B., Golchert S. H. W., Hochschild G., and Notholt J. Observation of strato-mesospheric CO above Kiruna with ground-based microwave radiometry – retrieval and satellite comparison. Atmos. Meas. Tech. 2011. Vol. 4, Is. 11. P. 389–2408. DOI: 10.5194/amt-4-2389-20112. Straub C., Espy P. J., Hibbins R. E., and Newnham D. A. Mesospheric CO above Troll station, Antarctica observed by a ground based microwave radiometer. Earth Syst. Sci. Data. 2013. Vol. 5, Is. 1. P. 199–208. DOI: 10.5194/essd-5-199-20133. Hagen J., Murk A., Rüfenacht R., Khaykin S., Hauchecorne A., and Kämpfer N. WIRA- C: a compact 142-GHz- radiometer for continuous middle-atmospheric wind measurements. Atmos. Meas. Tech. 2018. Vol. 11, Is 9. P. 5007–5024. DOI: 10.5194/amt-11-5007-2018.4. Rüfenacht R., Kämpfer N., and Murk A. First middle-atmospheric zonal wind profile measurements with a new ground-based microwave Doppler-spectro-radiometer. Atmos. Meas. Tech. 2012. Vol. 5, Is. 11. P. 2647–2659. DOI: 10.5194/amt-5-2647-20125. Антюфеев А. В., Шульга В. А. Спектроанализатор на базе персонального компьютера. Радиотехника. 2005. No 5. С. 145–148.6. Karelin Yu. V., Antyufeyev O. V., Myshenko V. V., and Shulga V. M. An FPGA-based fourier FFTS-160 spectrometer for atmospheric molecular radiation research. Telecomm. Radio Eng. 2017. Vol. 76, Is. 4. P. 305–313. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i4.307. Forkman P., Piddyachiy V., Korolev A., Myshenko V., Myshenko A., and Shulga V. An uncooled very low noise Schottky diode receiver front-end for middle atmospheric ozone and carbon monoxide measurements. Int. J. Infrared Millimeter Waves. 2006. Vol. 27, Is. 1. P. 25–35. DOI: 10.1007/s10762-006-9061-38. Piddyachiy V. I., Shulga V. M., Myshenko V. V., Korolev A. M., Myshenko A. V., Antyufeyev A. V., Poladich A. V., and Shkodin V. I. 3-mm wave spectroradiometer for studies of atmospheric trace gases. Radiophys. Quantum El. 2010. Vol. 53, Is. 5-6. P. 326–333. DOI: 10.1007/s11141-010-9231-y9. Piddyachiy V., Shulga V., Myshenko V., Korolev A., Antyfeyev O., Shulga D., and Forkman P. Microwave radiometer for spectral observations of mesospheric carbon monoxide at 115 GHz over Kharkiv, Ukraine. J. Infrared Millim. Terahertz Waves. 2017. Vol. 38, Is. 3. P. 292–302. DOI: 10.1007/s10762-016-0334-110. Подъячий В. И., Короев А. М., Мышенко В. В., Шульга В. М. Приемный модуль 2-мм диапазона для наблюдений линии излучения атмосферного озона на частоте142.2 ГГц Радіофізика і радіоастрономія. 2015. Т. 20, No 3. С. 261–268. DOI: 10.15407/rpra20.03.26111. Подъячий В. И. Утроитель частоты на диодах с барьером Шоттки в приемнике 3-мм диапазона для исследований линий излучения атмосферных газов. Радіофізика і радіоастрономія. 2015. Т. 20, No 1. С. 86–93. DOI: 10.15407/rpra20.01.08612. Алексеев Е. А., Захаренко В. В. Синтезатор прямого цифрового синтеза в микроволновой спектроскопии. Радіофізика і радіоастрономія. 2007. Т. 12, No 2.С. 205–213.13. Алексеев Е. А., Илюшин В. В., Мещеряков А. А. Высокоточный радиоспектрометр с субдоплеровским спектральным разрешением. Радіофізика і радіоастрономія. 2014. Т. 19, No4. С. 364–374. DOI: 10.15407/rpra19.04.36414. Королев А. М. Усилитель промежуточной частоты супергетеродинного радиоастрономического приемника. Приборы и техника эксперимента. 2011. No 1. С. 88–90.15. Королев А. М., Шульга В. М. Ненасыщенный режим как альтернативный метод обеспечения устойчивости малошумящих усилителей на полевых транзисторных гетероструктурах. Радіофізика і радіоастрономія. 2011. Т. 16, No 4. С. 433–439.16. Antyufeyev A. V., Myshenko A. V., and Myshenko V. V. Microwave oscillator’s spectral observation with a radio astronomy receiver. Proceedings of the 23-th International Crimean conference “Microwave and Telecommunication Technology” (CriMiCo’2013). (Sept. 8-14, 2013. Sevastopol, Ukraine). Sevastopol, Ukraine: IEEE, 2013. P. 949–950. УДК 537.962:621.382.32 PACS numbers: 95.85.Bh,97.10.Bt, 98.38.Ez Предмет і мета роботи: Наведено опис оригінальних технічних рішень твердотільних високостабільних гетеродинів міліметрового діапазону і результати дослідження основних характеристик розроблених пристроїв. Мета роботи – розробка малогабаритних стабілізованих генераторів з малою споживаною потужністю для використання в складі супергетеродинних приймачів 2-мм і 3-мм діапазонів для аерономічних досліджень.Методи і методологія роботи: Розроблені гетеродини базуються на багатократному множенні частоти опорного сигналу з фазовим автопідстроюванням. Вихідний генератор на діоді Ганна працює без варактора, з налаштуванням за частотою шляхом зміни напруги на діоді. Для вимірювання спектральних характеристик використовувався тестовий сигнал окремого високостабільного гетеродина астрономічного приймача. Реєстрація спектра сигналу досліджуваного гетеродина здійснювалася паралельним фур’є-аналізатором спектра з частотною роздільною здатністю 1 кГц/канал. Методи дослідження інших базових характеристик – стандартні методи радіовимірювань.Результати роботи: Розроблено та протестовано компактні джерела гетеродинного сигналу міліметрового діапазону довжин хвиль з низькою споживаною потужністю (менше 20 Вт). Вихідна потужність генераторів – не менше 50 мВт. Виміряна відносна нестабільність частоти краще 10-8 при роботі з термостатованим кварцовим опорним джерелом. Часовий ресурс безперервної роботи перевищує 2 роки.Висновок: Відносна нестабільність частоти (10-8) і вихідна потужність (понад 50 мВт) представлених генераторів відповідають характеристикам промислових прецизійних генераторів міліметрового діапазону, при цьому розроблені генератори (пристрої) є більш економічні, компактні та дешеві. Низка запропонованих схемних і конструктивних рішень може використовуватися проектувальниками аналогічної техніки в міліметровому діапазоні довжин хвиль.Ключові слова: міліметрові хвилі, генератор, економічність, стабільність, фазове автопідстроювання частотиСтаття надійшла до редакції 11.04.2019Radio phys. radio astron. 2019, 24(2): 144-153СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ1. Hoffmann C. G., Raffalski U., Palm M., Funke B., Golchert S. H. W., Hochschild G., and Notholt J. Observation of strato-mesospheric CO above Kiruna with ground-based microwave radiometry – retrieval and satellite comparison. Atmos. Meas. Tech. 2011. Vol. 4, Is. 11. P. 389–2408. DOI: 10.5194/amt-4-2389-20112. Straub C., Espy P. J., Hibbins R. E., and Newnham D. A. Mesospheric CO above Troll station, Antarctica observed by a ground based microwave radiometer. Earth Syst. Sci. Data. 2013. Vol. 5, Is. 1. P. 199–208. DOI: 10.5194/essd-5-199-20133. Hagen J., Murk A., Rüfenacht R., Khaykin S., Hauchecorne A., and Kämpfer N. WIRA- C: a compact 142-GHz- radiometer for continuous middle-atmospheric wind measurements. Atmos. Meas. Tech. 2018. Vol. 11, Is 9. P. 5007–5024. DOI: 10.5194/amt-11-5007-2018.4. Rüfenacht R., Kämpfer N., and Murk A. First middle-atmospheric zonal wind profile measurements with a new ground-based microwave Doppler-spectro-radiometer. Atmos. Meas. Tech. 2012. Vol. 5, Is. 11. P. 2647–2659. DOI: 10.5194/amt-5-2647-20125. Антюфеев А. В., Шульга В. А. Спектроанализатор на базе персонального компьютера. Радиотехника. 2005. No 5. С. 145–148.6. Karelin Yu. V., Antyufeyev O. V., Myshenko V. V., and Shulga V. M. An FPGA-based fourier FFTS-160 spectrometer for atmospheric molecular radiation research. Telecomm. Radio Eng. 2017. Vol. 76, Is. 4. P. 305–313. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i4.307. Forkman P., Piddyachiy V., Korolev A., Myshenko V., Myshenko A., and Shulga V. An uncooled very low noise Schottky diode receiver front-end for middle atmospheric ozone and carbon monoxide measurements. Int. J. Infrared Millimeter Waves. 2006. Vol. 27, Is. 1. P. 25–35. DOI: 10.1007/s10762-006-9061-38. Piddyachiy V. I., Shulga V. M., Myshenko V. V., Korolev A. M., Myshenko A. V., Antyufeyev A. V., Poladich A. V., and Shkodin V. I. 3-mm wave spectroradiometer for studies of atmospheric trace gases. Radiophys. Quantum El. 2010. Vol. 53, Is. 5-6. P. 326–333. DOI: 10.1007/s11141-010-9231-y9. Piddyachiy V., Shulga V., Myshenko V., Korolev A., Antyfeyev O., Shulga D., and Forkman P. Microwave radiometer for spectral observations of mesospheric carbon monoxide at 115 GHz over Kharkiv, Ukraine. J. Infrared Millim. Terahertz Waves. 2017. Vol. 38, Is. 3. P. 292–302. DOI: 10.1007/s10762-016-0334-110. Подъячий В. И., Короев А. М., Мышенко В. В., Шульга В. М. Приемный модуль 2-мм диапазона для наблюдений линии излучения атмосферного озона на частоте142.2 ГГц Радіофізика і радіоастрономія. 2015. Т. 20, No 3. С. 261–268. DOI: 10.15407/rpra20.03.26111. Подъячий В. И. Утроитель частоты на диодах с барьером Шоттки в приемнике 3-мм диапазона для исследований линий излучения атмосферных газов. Радіофізика і радіоастрономія. 2015. Т. 20, No 1. С. 86–93. DOI: 10.15407/rpra20.01.08612. Алексеев Е. А., Захаренко В. В. Синтезатор прямого цифрового синтеза в микроволновой спектроскопии. Радіофізика і радіоастрономія. 2007. Т. 12, No 2.С. 205–213.13. Алексеев Е. А., Илюшин В. В., Мещеряков А. А. Высокоточный радиоспектрометр с субдоплеровским спектральным разрешением. Радіофізика і радіоастрономія. 2014. Т. 19, No4. С. 364–374. DOI: 10.15407/rpra19.04.36414. Королев А. М. Усилитель промежуточной частоты супергетеродинного радиоастрономического приемника. Приборы и техника эксперимента. 2011. No 1. С. 88–90.15. Королев А. М., Шульга В. М. Ненасыщенный режим как альтернативный метод обеспечения устойчивости малошумящих усилителей на полевых транзисторных гетероструктурах. Радіофізика і радіоастрономія. 2011. Т. 16, No 4. С. 433–439.16. Antyufeyev A. V., Myshenko A. V., and Myshenko V. V. Microwave oscillator’s spectral observation with a radio astronomy receiver. Proceedings of the 23-th International Crimean conference “Microwave and Telecommunication Technology” (CriMiCo’2013). (Sept. 8-14, 2013. Sevastopol, Ukraine). Sevastopol, Ukraine: IEEE, 2013. P. 949–950. Видавничий дім «Академперіодика» 2019-06-11 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1313 10.15407/rpra24.02.144 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 24, No 2 (2019); 144 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 24, No 2 (2019); 144 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 24, No 2 (2019); 144 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra24.02 rus http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1313/970 Copyright (c) 2019 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |