Радиотехника. Электроника

Даны краткие теоретические сведения по теории электромагнитных волн в свободном пространстве и в направляющих и излучающих системах СВЧ. Приведены задачи для самостоятельного решения.

В пособии представлена как теоретическая часть, в которой изложены основные принципы работы радиолокационных систем, так и практическая, состоящая из задач и упражнений по каждой из рассмотренных тем, способствующих углубленному изучению и усвоению теоретического материала.

Рассмотрена совокупность вопросов, связанных с созданием многоуровневых систем металлизации интегральных микросхем по технологическим маршрутам, обобщенно называемым Back-End-Of-Line (BEOL). Охарактеризованы проблемы и решения создания проводящих и металлических тонких пленок, пленок диэлектрических материалов, проблемы и решения по планаризации поверхности интегральных микросхем. Рассмотрены вопросы получения конформных тонкопленочных покрытий на усложняющихся рельефах интегральных микросхем.

В учебном пособии рассмотрены теоретические вопросы, применительно к читаемой дисциплине «Теория сигналов». В частности, рассмотрены вопросы, дающие понятие сигналов применительно к телекоммуникационным системам, рассмотрены различные подходы к построению моделей сигналов, спектральный и корреляционный анализ сигналов, дано понятие аналитических сигналов. В конце каждого раздела приведены вопросы для контроля знаний студентов.

Рассмотрены методы построения, схемотехника и характеристики типовых функциональных устройств цифровой техники: ключей, мультивибраторов, триггеров, регистров, счетчиков, шифраторов, дешифраторов, аналого- цифровых и цифроаналоговых преобразователей. Дана методика расчета отдельных узлов.

Рассмотрена техника наземного и воздушного комплексного технического контроля (КТК) радиоэлектронных средств (РЭС), технико-технологические основы построения, применения и развития аппаратуры радио- и радиотехнического контроля, контроля эффективности защиты речевой информации, фотографического, визуально-оптического, оптико-электронного и радиационного контроля. Освещены вопросы: контроля выполнения установленных порядка и правил использования радиосредств – потенциальных источников непреднамеренных радиопомех важнейшим РЭС; поиска технических каналов утечки информации, образованных побочными электромагнитными излучениями и наводками, создаваемым техническими средствами передачи и обработки информации; оценки электромагнитной обстановки контролируемой зоны, а также вопросы несанкционированного съема конфиденциальной информации на объектах связи. Изложены основы создания средств управления КТК и автоматизации деятельности лиц, принимающих решения в области контроля электромагнитной обстановки и оценки эффективности радиоэлектронной защиты.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 03.03.03 Радиофизика по дисциплине «Радиофизическая электроника», и содержит теоретические основы и рекомендации по выполнению лабораторных работ по изучению принципа действия, параметров и характеристик транзисторных генераторов, а также их практического применения.

Настоящее пособие подготовлено к изданию на основе конспекта лекций профессора Г.М. Мосягина по дисциплине «Теория оптико-электронных систем», которые он читал студентам кафедры «Лазерные и оптико-электронные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Целью дисциплины является эффективное освоение методов математического моделирования оптико-электронных приборов, используемых при выполнении базовых проектных процедур анализа и параметрической оптимизации.

Рассмотрены основные этапы изготовления печатных плат, материалы, оборудование, физико-химические закономерности процессов. Приведены необходимые справочные данные, примеры расчетов параметров при сборке и монтаже функциональных узлов, показатели для оценки технологичности конструкций электронных блоков.

Рассмотрены вопросы методологии и технологии создания тонких пленок (ТП) неорганических материалов осаждением из газовой фазы для использования в технологиях микро- и наноэлектроники. Пособие создано на основе исследовательской и публикационной активности автора в течение 40 лет; развиты и обобщены результаты исследований, начатых в 1970-х годах в Институте физики полупроводников Академии наук СССР и исследовательских отделах предприятий электронной промышленности г. Новосибирска. Рассмотрена совокупность вопросов, связанных с методологией и технологией получения высококачественных ТП для изделий микроэлектроники, показана возрастающая роль ТП технологий в технологических маршрутах изготовления изделий, рассмотрены тенденции развития, типы и характеристики оборудования для процессов производства ИМС, технологические процессы получения различных ТП материалов на основе кремния, свойства ТП материалов. Учебное пособие разработано в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Семинары по специальности», образовательная программа: 11.04.04. «Электроника и наноэлектроника», магистерская программа «Микро- и наноэлектроника».

Учебное пособие содержит теоретический материал о работе цифровых устройств: триггеров, счетчиков, регистров, сумматоров. Описаны принципы их работы, возможности одиночной работы и при каскадном соединении.

Рассмотрены общие вопросы теории проектирования различных информационных радиоэлектронных систем и взаимосвязь различных подходов и методов анализа и синтеза радиосистем. На конкретных примерах показано использование общих методов физических и математических решений при проектировании радиосистем комплексов радиоуправления.

В конспективной и доступной форме изложены основы теории линейных и нелинейных электрических цепей во временной и спектральной областях. Подробно рассмотрены методы расчета электрических цепей при постоянном токе и гармонических воздействиях, в стационарных и переходных режимах, влияние нелинейных цепей на прохождение гармонического сигнала. Рассмотрены резонансные явления, характеристики пассивных и активных частотно-избирательных фильтров с применением компьютерных методов их расчета. Анализируются спектры сигналов различной формы. Представлена теория цепей с распределенными параметрами. Отдельная глава посвящена цифровой обработке сигналов и методам расчета цифровых фильтров.

В монографии рассмотрена концепция минимизации энергопотребления открытой системы электронных приборов СВЧ, функционирующих в свободном пространстве, путем схемотехнической оптимизации её электрической структуры методами эквивалентных схем и неавтономных блоков. Она базируется на совмещенном электро- и радиотехническом подходе, феноменологическом и детерминированном инженерном способе макромоделирования композиции когерентных сигналов в электронной волновой цепи без использования принципа суперпозиции. Алгоритмы теории нелинейной дифракции и интерференции волн напряжения и тока с энергетической точки зрения разработаны с помощью символьного анализа и аналитического расчета взаимодействия свободных зарядов и электрического поля как единого множества электростатически управляемых источников ограниченной мощности СВЧ. Описаны процедура корректного формирования графических и аналитических операторов кластерных моделей подобных изделий когерентной электроники и наноэлектроники, порядок расчета и этапы модернизации энергоэффективной конформной радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры гига- и терагерцового диапазона на их основе.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Радиотехника», а также для преподавателей, ведущих лабораторные и практические занятия по курсам «Теоретические основы радиоэлектронной борьбы», «Методы и устройства радиоэлектронной борьбы». В пособии рассмотрены методы радиоэлектронной маскировки: пассивные помехи, ложные цели и ловушки, снижение заметности объектов, маскировка объектов с помощью покрытий.

Учебник состоит из двух разделов. В первом разделе рассмотрены общие понятия, принципы и физические основы радиолокации, сигналы и помехи в радиолокации, характеристики радиолокационных целей; изложена статистическая теория обнаружения радиолокационных сигналов; представлены методы реализации радиолокационных устройств и систем, основы статистической теории разрешения радиолокационных сигналов, оценивания параметров радиолокационных сигналов. Во втором разделе изложены принципы синтезирования апертуры антенны и основные свойства синтезированной апертуры; рассмотрены принципы построения радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны и их основные модели. Особое внимание уделено характеристикам обнаружения и разрешения РСА землеобзора и алгоритмам согласованной обработки траекторного сигнала. Приведены перспективные методы обнаружения подвижных объектов методом обратного синтезирования апертуры и его потенциальные возможности.

Рассмотрены принципы построения и алгоритмы формирования и обработки сигналов в системах связи с технологией OFDM (ортогонального частотного мультиплексирования), положенные в основу систем: LTE, LTE-Advanced, WiMax и WiFi. Изложены основы распространения радиоволн в каналах подвижной радиосвязи, проанализированы характеристики каналов с замираниями, рассмотрены системные функции канала, основы статистического описания каналов, основные модели каналов систем подвижной связи. Отдельные разделы посвящены темам, связанным с технологией OFDM, таким как: генерация поднесущих, защитный интервал и циклическое расширение, выбор параметров и обработка OFDM сигналов, искажения и рассогласования в системах с OFDM. Рассмотрены вопросы кодирования и модуляции для систем с OFDM. Уделено внимание задачам синхронизации, оцениванию и выравниванию канала, методам решения проблемы высокой пиковой мощности. Рассмотрены вопросы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), совместного использования технологий MIMO и OFDM.

Рассматриваются типы и конструкции оптических волокон (ОВ) и оптических кабелей (ОК). Излагаются основные положения и технологии строительства волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП). Описываются с учетом последних достижений строительной техники технологические особенности прокладки оптических кабелей в телефонной канализации, в грунт, в том числе методом пневмозадувки в пластиковые трубы. Рассматриваются вопросы подвески ОК на опорах ЛЭП и железных дорог, монтаже соединительных муфт, технадзора за строительно-монтажными работами на ВОЛП. Рассматриваются новые перспективные технологии строительства ВОЛП. Излагаются основные положения измерения в процессе строительства, включая приемо-сдаточные измерения. Приводятся сведения о составлении необходимой документации на законченные строительством линейные сооружения ВОЛП в соответствии с требованиями действующей нормативной документацией. 

В пособии рассмотрены теоретические основы радиоэлектронной разведки (радиоэлектронного наблюдения) источников излучения и радиоэлектронные помехи РЭС.

Пособие представляет собой сборник примеров и упражнений по курсу «Техническая электродинамика» и включает в себя краткие теоретические сведения.

Монография представляет собой обзор основных направлений теоретических и экспериментальных исследований по воздействию лазерного излучения на вещество. Главное внимание уделяется описанию физико-математических моделей и методов численного моделирования физических процессов, протекающих при взаимодействии лазерного излучения с материалами различного состава в области умеренных потоков излучения, при которых возникают тепловые, гидродинамические и плазменные эффекты, представляющие интерес для лазерной технологии и научных исследований. Для подтверждения достоверности расчетных моделей широко привлекаются результаты экспериментов.

Целью учебного пособия является обучение читателя основам теории СВЧ и проектирования микроволновых устройств. В пособии представлены основы электродинамики для расчета и проектирования микроволновых устройств. Для иллюстрации материала приведен ряд примеров решения задач проектирования СВЧ устройств. Подробно рассмотрены наиболее важные этапы расчета основных функциональных узлов конструкций пассивных СВЧ устройств.

Третья часть курса "Теоретические основы радиотехники" знакомит читателя с методами исследования взаимодействия детерминированных и случайных сигналов с линейными и нелинейными радиотехническими цепями, устройствами и системами. Рассмотрены прохождение сигналов и шумов через частотно-избирательные цепи, принципы усиления, детектирования, параметрического усиления колебаний; цепи с обратной связью и автоколебательные системы (автогенераторы). Рассмотрены принципы фильтрации сигналов, в том числе - основы оптимальной фильтрации.

Во второй части курса «Теоретические основы радиотехники» излагаются основы теории радиотехнических сигналов. Здесь рассматриваются методы описания и изучения свойств различных сигналов на временной и частотной осях (во временной и частотной областях), корреляционный анализ детерминированных и случайных сигналов, теория модулированных сигналов, сигналов с ограниченным спектром и т.д.

Курс "Теоретические основы радиотехники" (ТОР) является базовой дисциплиной в процессе подготовки специалистов-радиоинженеров. Часть первая знакомит читателя с методами исследования широкого круга радиотехнических устройств (радиотехнических цепей) с помощью упрощенных методов, основанных на замене реальных устройств квазистационарной моделью, электромагнитные процессы в которой достаточно точно и просто описываются скалярными интегральными величинами - напряжениями и токами. При этом решаются две задачи: прямая (анализ) и обратная (синтез).

Рассмотрены принципы и алгоритмы систем автоматического управления, описан математический аппарат, используемый для описания аналоговых и цифровых систем управления, рассмотрены типовые звенья систем автоматического управления, рассмотрены различные критерии устойчивости замкнутых систем управления, а также ошибки в следящих системах управления. Описаны цифровые системы управления с ЭВМ в качестве управляющего устройства, особенности их работы и программирования, а также параметрические и нелинейные системы автоматического управления. Приведены задачи по курсу с ответами, а также два задания на курсовую работу с изложением порядка выполнения курсовой работы.

Методические указания к лабораторным работам «Теоретические основы конструирования и технологии производства РЭС» содержат методику изучения численных методов проектирования РЭС. В указаниях рассматриваются различные методики определения точности и стабильности, дисперсионного и регрессионного анализа конструкций и технологических процессов производства РЭС. В последнем задании студенты с классическими методами оптимизации выходных характеристик конструкций РЭС. В приложениях к указаниям приводится достаточно полное теоретическое описание к изучаемым работам.

Учебное пособие «Теория электрических цепей» содержит теоретический материал и варианты решения задач по курсу ТЭЦ, изучаемые во второй части курса ТЭЦ. Разработано в соответствии с ФГОС ВПО по направлениям подготовки «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», «Радиотехника», «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» и предназначено для студентов 2 курса студентов ФБТО для практических занятий и самостоятельной подготовки.

Электродинамический трехфазный компаратор напряжения, тока и мощности предназначен для эталонных измерений мощности в трехфазных цепях переменного тока в широком диапазоне частот. Электродинамический трехфазный компаратор содержит подвижную систему в виде трех горизонтальных балок, по краям каждой из которых укреплены подвижные электроды электродинамических преобразователей с возможностью регулирования их параметров. Положение балок зарегистрировано с помощью двух фотоэлектрических преобразователей. Равенство напряжений, тока и мощности на переменном и постоянном токах определено с помощью нулевого индикатора

В книге изучается дифракция электромагнитных волн на телах, бóльших по сравнению с длиной волны. Развиваются приближенные и строгие методы исследования. Полученные результаты проливают свет на природу таких явлений, как дифракция Френеля, теневое излучение, деполяризация обратного рассеяния, процесс формирования краевых волн и т. д.

Дано представление об основных маршрутах изготовления и конструкциях изделий микроэлектроники на основе кремния. Рассмотрены основные процессы создания интегральных схем: химическая и плазмохимическая обработка материала, введение примесей в кремний, выращивание окисла кремния и его охлаждение, литография, создание металлических соединений и контактов. Приведены методы моделирования процессов распределения примесей в полупроводниковых структурах.

Определены пути трансформации моноблочных цепочечных сумматоров 4×1 телевизионных передатчиков ІV–V диапазонов в сумматоры 3×1 и 2×1 без потери мощности. Показана технология реализации такой трансформации и эффективность ее применения.

Представлены результаты исследований в направлении развития фундаментальных основ теории виртуализации с позиций обеспечения информационной безопасности. Основу изложения материала монографии составляет конкретизация концепции теории виртуализации, которая развивается на стратегии защиты дискретной и непрерывной информации, методики, модели, методы и алгоритмы виртуализации процессов защиты информации и принципы анализа их эффективности. Приводятся оригинальные подходы к решению широкого круга задач защиты информации с позиций теории виртуализации, теоретически подкрепленные теоремами, следствиями и их доказательствами. Рассмотрение ведется с согласованных единых позиций, в едином стиле, что не вызовет разночтения в понимании отдельных сложных вопросов.

Учебное пособие «Теория электрических цепей» содержит теоретический материал и варианты решения задач по курсу ТЭЦ, изучаемые в первой части курса ТЭЦ. Разработано в соответствии с ФГОС ВПО по направлениям подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», «Радиотехника», «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» и предназначено для студентов 1 курса студентов ФБТО для практических занятий и самостоятельной подготовки.

В настоящем учебнике рассматриваются вопросы использования микропроцессорной техники и программного обеспечения в узлах коммутации и средствах связи. Приводится базовая информация по технике микропроцессорных систем и средств, сведения по архитектуре и способам построения современных микропроцессоров. Приводится классификация и описываются принципы построения микропроцессоров и микропроцессорных комплектов различного назначения. Подробно рассматриваются операционные системы реального времени. Даются общие сведения по архитектуре, характеристикам и способам применения сетевых процессоров, процессоров ввода/вывода, процессоров цифровой обработки сигналов. На примере коммутационных систем EWSD, Alcatel 1000S12, АХЕ-10 рассматриваются вопросы построения и комплексирования управляющих комплексов современных узлов коммутации. Приводятся сведения по тенденциям развития микропроцессоров.

«Технологии в электронной промышленности» информирует читателей о последних исследованиях и разработках в области электроники, об основных направлениях и перспективах развития отечественного и мирового рынка печатных плат, о фирмах, работающих на рынке производства электроники. Тематически журнал охватывает все сферы производства печатных плат и ориентирован прежде всего на технологов и конструкторов, работающих в электронной промышленности.

Рассмотрены принципы построения и алгоритмы формирования и обработки сигналов в системах связи с технологией MIMO (многоантенных систем), положенные в основу систем: LTE, WiMax и Wi-Fi. Изложены фундаментальные основы многоантенных систем с пространственно-временным кодированием, давших толчок развитию этой технологии, а также приведены последние достижения в этой области. Большое внимание уделено алгоритмам обработки, используемым на практике. Приведены примеры использования технологии MIMO в современных и перспективных системах беспроводной связи.

Приведены общие сведения о статистической теории передачи сигналов. Рассмотрены математические модели сигналов, способы и виды аналоговой и цифровой модуляции, описываются принципы Фурье-анализа, теории информации. Приведены способы кодирования сигналов источника. Дан анализ методов оценки эффективности систем связи. Обсуждаются вопросы помехоустойчивого кодирования, реализации методов оптимального приема и обработки сигналов. Представлены общие принципы построения многоканальных систем связи.

Изложены основные разделы теории электрических цепей (ТЭЦ). Наряду с подробным изложением теоретического материала, соответствующего действующей программе учебной дисциплины ТЭЦ, приведены примеры решения конкретных задач и задания для самостоятельных компьютерных исследований с методическими указаниями по их выполнению при помощи программных систем MathСad и Micro-Cap.

Во втором томе трехтомного учебного пособия рассматриваются системы радиосвязи, радиовещания и телевидения. Основное внимание уделяется перспективным направлениям развития беспроводной связи: спутниковая связь, связь с подвижными объектами.

Содержит основы теории технологической оптимизации микроэлектронных устройств СВЧ, систематизированные процедуры статистического моделирования, проведения оптимизации, схемы процессов технологической оптимизации, примеры их выполнения с указанием последовательности использования расчетных зависимостей, а также методические рекомендации и необходимую справочную информацию.

Рассмотрены направления лазерной обработки, часто встречающиеся в машиностроении — гравировка, прецизионная резка, сварка миниатюрных изделий.

Рассмотрены современные методы микрообработки, применяемые в технологии изготовления микросистем: объемная микрообработка, поверхностная микрообработка, технология LIGA. Приведены сведения о материалах, применяемых в микросистемной технике, и о методах соединения слоев микросистем.

Изложены основные технические принципы построения средств радио-, радиотехнических и радиолокационных разведок, исследованы методы проведения измерений, а также потенциальные характеристики качества этих средств.

В методических указаниях содержатся описания четырех лабораторных работ, посвященных выбору и созданию моделей тепловых процессов лазерной обработки с применением аналитических методов расчета, установлению показателя технологической прочности сплавов при фазовых и структурных превращениях.

Разработана методика расчета предельно допустимого уровня мощности передатчиков несертифицируемых сверхширокополосных систем, которая позволяет вырабатывать ограничительные требования к мощности излучения передатчиков любых, признаваемых мешающими, радиосистем при их функционировании на территории, обслуживаемой сотовой сетью в общем с ней частотном диапазоне. Отличительной чертой полученного выражения является то, что в нем впервые учтен соответствующий реальности случайный характер расположения мешающих передатчиков в окрестностях сотового приемника.

Во всех современных системах беспроводного широкополосного доступа предусматривается использование технологии MIMO, что позволяет увеличить пропускную способность и помехоустойчивость систем. Компания Alcatel-Lucent занимает лидирующее положение в научно-исследовательской деятельности в области MIMO, и это позволяет успешно реализовать эту технологию в линейке оборудования LTE.

Пособие состоит из разделов, посвященных вопросам курсового проектирования технологических процессов изготовления, сборки и монтажа электронных устройств различного назначения. Особое внимание уделено технологии изготовления печатных плат в зависимости от конструктивных требований, класса точности, условий эксплуатации и других факторов. Разработаны рекомендации по выбору современного оборудования, обеспечивающего выпуск конкурентоспособной продукции. Подробно проанализированы вопросы разработки технологической документации в соответствии со стандартами ЕСТД. Приведены 50 вариантов заданий на курсовое проектирование по основным технологическим этапам изготовления ЭС.

Приводятся методики оценки технологичности конструкции модуля ЭС, выполненного с применением технологии поверхностного монтажа. Рекомендуется при изучении дисциплин «Технология РЭС» (9, 10 семестр) студентам специальности 210201.65, «Технология производства электронных средств» (7, 8 семестр) направления 211000.62., «Технология поверхностного монтажа» (семестр В), магистрантам направления 211000.68. кафедра КиПРЭС радиотехнического факультета.

Рассматриваются аспекты технологии сборки современных электронных средств различного назначения. Рекомендуется при изучении дисциплин «Технология РЭС» (9, 10 семестр) студентам специальности 210201.65, «Технология производства электронных средств» (7, 8 семестр) направления 211000.62., «Технология поверхностного монтажа» (семестр В), магистрантам направления 211000.68. кафедра КиПРЭС радиотехнического факультета.