Modelling of the functional units of the transmitting and receiving radio paths of terahertz

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorIlchenko, Mykhaylo Yu.
dc.contributor.authorLutchak, Alexey V.
dc.contributor.authorDenbnovetsky, Stanislav V.
dc.contributor.authorMay, Alexey V.
dc.contributor.authorNarytnik, Theodor M.
dc.date.accessioned2020-11-12T07:37:00Z
dc.date.available2020-11-12T07:37:00Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenBackground. One of the promising applications of terahertz technology are communication systems and telecommunications. In particular, it provides for the creation of fundamentally new in size, noise immunity and energy efficiency devices and subterahertz (TGD) for high-speed transmission of video signals, microwave radio systems, line of sight, the fifth generation of transport of distribution of mobile networks (5G) and radar for the purpose of high-precision detection and recognition of small high-speed targets. The development of the element base of electronic devices, the widespread introduction of digital technology formation and signal processing allow a new approach to the solution of many problems of telecommunication systems and subTGD. These circumstances make this range unique to the construction of telecommunication systems and networks, including the PPC line of sight for the transport of the fifth generation of mobile networks (5G). Today there is a great need in the organization of high-reliability single-span lines designed for ultra-fast data transmission and exchange of data between computers and peripheral devices. For these purposes, the most suitable for microwave links TGD, the advantages of which are high noise immunity and bandwidth, low energy consumption. The task of developing the transmitting and receiving paths PPC becomes extremely important. Objective. The aim of the paper is the development of new circuit-technological solutions for creating transmission with high (up to 5 mW) output power and receiver (with high sensitivity - noise ratio of 10 dB) radiopathes terahertz wavelengths. Methods. Analysis of all known publications devoted to the design of telecommunication devices and systems and subterahertz range using microwave photonics technology and electronics, made it possible to offer new scheme-technological solutions create a local oscillator on the basis of quasi-optical power and spatial summation methods and a highly sensitive frequency converters pumped the fundamental harmonic Results. The modeling and experimental studies of functional units receive and transmit paths of the telecommunications system in the terahertz frequency range 130-134 GHz, consisting of: frequency converters pumped to the primary harmonic oscillator using the quasi-optical power and spatial summation methods, band-pass-filter septum waveguide channel 1,6'0,8 mm. For the first time using the proposed scheme and the authors of the new technological solutions developed transmission (with an output power up to 5 mW) and the receiver (with a noise figure of 10 dB) of the radio terahertz wavelengths. Conclusions. The created transmission (with an output power up to 5 mW) and the receiver (with noise coefficient at 10 dB) of the radio terahertz wavelength range can be used in the construction of telecommunication systems and networks, including radio-relay systems, line of sight for the transport of mobile next generation networks . Providing bandwidth radio link in the tens of Gb / s or more (required in the future) is possible through the use of terahertz wavelengths, which allows you to not only greater speed of information transmission, but also highly reliable radio communication at a very low weight and envelope transceiver transmitting channel and antenna system.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Одной из перспективных сфер применения терагерцовых технологий являются системы связи. В частности, предусматривается создание принципиально новых по габаритам, помехозащищенности и энергоэффективности устройств суб- и терагерцового диапазона (ТГД) для высокоскоростной передачи видеосигналов, радиорелейных систем прямой видимости, транспортных распределительных сетей мобильной связи пятого поколения (5G) и радаров с целью высокоточного обнаружения и распознавания малоразмерных скоростных целей. Развитие элементной базы радиоэлектронных устройств, широкое внедрение цифровой техники формирования и обработки сигналов позволяют по- новому подойти к решению многих задач телекоммуникационных систем суб- и ТГД . Указанные обстоятельства делают этот диапазон уникальным для построения телекоммуникационных систем и сетей, в том числе РРС прямой видимости для транспортных сетей мобильной связи пятого поколения (5G). Сегодня возникла большая потребность в организации высоконадежных однопролетных линий связи, предназначенных для сверхскоростной передачи информации, а также обмена данными между ЭВМ и периферийными устройствами . Для этих целей в наибольшей степени подходят радиорелейные линии ТГД, достоинствами которых являются высокие помехозащищенность и пропускная способность, малое потребление энергии. Задача разработки передающего и приемного трактов РРС становится чрезвычайно актуальной. Цель исследований. Разработка новых схемно-технологических решений для создания передающих с повышенной (до 5 мВт) выходной мощностью и приемных (с повышенной чувствительностю - коэффициентом шума на уровне 10 дБ) радиотрактов терагерцового диапазона длин волн. Методика реализации. Анализ всех известных публикаций, посвященных проектированию телекоммуникационных устройств и систем суб- и терагерцового диапазона с использованием технологий фотоники и микроволновой электроники, дал возможность предложить новые схемно-технологические решения создания гетеродина на основе квазиоптических и пространственных методов суммирования мощности и более высокочувствительных частотных преобразователей с накачкой на основной гармонике Результаты исследований. Выполнены моделирование и экспериментальные исследования функциональных узлов приемного и передающего трактов телекоммуникационной системы в терагерцовом диапазоне частот 130–134 ГГц в составе: частотные преобразователи с накачкой на основной гармонике, гетеродин с использованием квазиоптических и пространственных методов суммирования мощности, полосно-пропускающий septum-фильтр в волноводном канале 1,6×0,8 мм. Впервые с использованием предложенных авторами новых схемно-технологических решений созданы передающие (с выходной мощностью до 5 мВт) и приемные (с коэффициентом шума на уровне 10 дБ) радиотракты терагерцового диапазона длин волн. Выводы. Созданные передающие (с выходной мощностью до 5 мВт) и приемные (с кэффициентом шума на уровне 10 дБ) радиотракты терагерцового диапазона длин волн могут быть использованы при построении телекоммуникационных систем и сетей, в том числе радиорелейных систем прямой видимости для транспортных сетей мобильной связи следующего поколения. Обеспечение пропускной способности радиолинии в десятки Гбит/с и более (потребуется в будущем) возможно за счет использования терагерцового диапазона длин волн, в котором можно получить не только большую скорость передачи информации, но и высокую надежность радиолинии связи при весьма малом весе и габарите приемо-передающего тракта и антенной системы.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Однією з перспективних сфер застосування терагерцових технологій є системи зв'язку. Зокрема, передбачається створення принципово нових за габаритами, завадозахищеністю і енергоефективністю пристроїв суб- і терагерцового діапазону (ТГД) для високошвидкісної передачі відеосигналу, радіорелейних систем прямої видимості, транспортних розподільних мереж мобільного зв'язку п'ятого покоління (5G) і радарів з метою високоточного виявлення і розпізнавання малорозмірних швидкісних цілей. Розвиток елементної бази радіоелектронних пристроїв, широке впровадження цифрової техніки формування і обробки сигналів дозволяють по-новому підійти до вирішення багатьох завдань телекомунікаційних систем суб- і ТГД. Зазначені обставини роблять цей діапазон унікальним для побудови телекомунікаційних систем і мереж, в тому числі РРС прямої видимості для транспортних мереж мобільного зв'язку п'ятого покоління (5G). Сьогодні виникла велика потреба в організації високонадійних однопроглітних ліній зв'язку, призначених для надшвидкісної передачі інформації, а також обміну даними між ЕОМ і периферійними пристроями. Для цих цілей в найбільшій мірі підходять радіорелейні лінії ТГД, перевагами яких є висок завадозахищеність і пропускна здатність, мале споживання енергії. Завдання розробки передавального і приймального трактів РРС стає надзвичайно актуальною. Мета досліджень. Розробка нових схемно-технологічних рішень для створення передавальних з підвищеною (до 5 мВт) вихідною потужністю і приймальних (з підвищеною чутливістю - коефіцієнтом шуму на рівні 10 дБ) радіотрактів терагерцового діапазону довжин хвиль. Методика реалізації. Аналіз всіх відомих публікацій, присвячених проектуванню телекомунікаційних пристроїв і систем суб- і терагерцового діапазону з використанням технологій фотоніки та мікрохвильової електроніки, дав можливість запропонувати нові схемно-технологічні рішення створення гетеродина на основі квазіоптичних і просторових методів підсумовування потужності і більш високочутливих частотних перетворювачів з накачуванням на основній гармоніці Результати досліджень. Виконано моделювання та експериментальні дослідження функціональних вузлів приймального і передавального трактів телекомунікаційної системи в терагерцевому діапазоні частот 130-134 ГГц у складі: частотні перетворювачі з накачуванням на основній гармоніці, гетеродин з використанням квазіоптичних і просторових методів підсумовування потужності, смугопроникний septum-фільтр в в хвилеводному каналі 1,6х0,8 мм. Вперше з використанням запропонованих авторами нових схемно-технологічних рішень створені передавальні (з вихідною потужністю до 5 мВт) і приймальні (з коефіцієнтом шуму на рівні 10 дБ) радіотракти терагерцового діапазону довжин хвиль. Висновки. Створені передавальні (з вихідною потужністю до 5 мВт) і приймальні (з кеффіціента шуму на рівні 10 дБ) радіотракти терагерцового діапазону довжин хвиль можуть бути використані при побудові телекомунікаційних систем і мереж, в тому числі радіорелейних систем прямої видимості для транспортних мереж мобільного зв'язку наступного покоління. Забезпечення пропускної здатності радіолінії в десятки Гбіт/с і більше (потрібно в майбутньому) можливо за рахунок використання терагерцового діапазону довжин хвиль, в якому можна отримати не тільки велику швидкість передачі інформації, але і високу надійність радіолінії зв'язку при досить малій вазі і габаритах прийомо- передавального тракту і антенної системи.uk
dc.format.pagerangePp. 20-26uk
dc.identifier.citationModelling of the functional units of the transmitting and receiving radio paths of terahertz / Mykhaylo Yu. Ilchenko, Alexey V. Lutchak, Stanislav V. Denbnovetsky, Alexey V. May, Theodor M. Narytnik // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2016. – Vol. 7, N. 1(12). – Pp. 20–26. – Bibliogr.: 15 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-2976.12016.20-26
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/37341
dc.language.isoenuk
dc.publisherNational Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”uk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceInformation and telecommunication sciences : international research journal, 2016, Vol. 7, N. 1(12)uk
dc.subjectcomputer modeling terahertz range of the radio transmitter and receiveruk
dc.subjectfrequency convertersuk
dc.subjectquasi-optical local oscillatoruk
dc.subjectseptum-filter telecommunication systemuk
dc.subjectкомп'ютерне моделюванняuk
dc.subjectтерагерцовий діапазонuk
dc.subjectприймальний і передавальний радіотрактuk
dc.subjectчастотні перетворювачіuk
dc.subjectквазіоптичний гетеродинuk
dc.subjectseptum-фільтрuk
dc.subjectтелекомунікаційна системаuk
dc.subjectкомпьютерное моделированиеuk
dc.subjectтерагерцовый диапазонuk
dc.subjectприемный и передающий радиотрактыuk
dc.subjectчастотные преобразователиuk
dc.subjectквазиоптический гетеродинuk
dc.subjectseptum-фильтрuk
dc.subjectтелекоммуникационная системаuk
dc.subject.udc004.896uk
dc.titleModelling of the functional units of the transmitting and receiving radio paths of terahertzuk
dc.title.alternativeМоделювання функціональних вузлів передавального і приймального радіотрактів терагерцового діапазонуuk
dc.title.alternativeМоделирование функциональных узлов передающего и приемного радиотрактов терагерцового диапазонаuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
ITS2016_7-1_p20-26.pdf
Розмір:
448.96 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information and telecommunication sciences: international research journal, Vol. 7, N. 1(12)