Радиотехника. Электроника

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

Материал настоящего задачника составлен таким образом, чтобы он способствовал закреплению теоретических знаний, а также вырабатывал навык в решении инженерных задач. Работа подготовлена на кафедре полупроводниковых приборов и микроэлектроники для студентов II курса факультета РЭФ.

Рассматриваются теоретические и практические аспекты самоподобных, фрактальных и мультифрактальных случайных процессов и разработанные на их основе мультифрактальные модели телекоммуникационного трафика. Приводится всесторонний анализ эффективности функционирования телекоммуникационных сетей в условиях мультифрактального характера трафика. Анализируются теоретические и практические аспекты мультифрактального анализа производительности глобальных и локальных сетей, спутниковых систем связи, систем подвижной связи, для различных инфокоммуникационных приложений: звуковых и видео сигналов, интернет-приложений и других информационных процессов. Все модели, задачи и решения показаны на множестве реальных примеров.

Представлены устройства синхронизации, используемые в радиосвязи и радионавигации. На основе моделей Стратоновича анализируется помехоустойчивость систем амплитудной, частотной и фазовой манипуляций (телеграфии). Рассматривается синхронизация в широкополосных системах. Приводятся статистические характеристики цифровых систем синхронизации при наличии шумовых и гармонических помех.

Рассмотрены процессы, воздействующие на системы синхронизации (СС), содержащие, помимо сигнальной составляющей, аддитивно с ней смешанные шумовые и гармонические помехи. Исследованы как непрерывные процессы и СС, так и их дискретные версии. Приведены динамические и статистические характеристики СС. Результаты исследования получены приближенными аналитическими методами и методами моделирования.

Рассмотрены основы теории обнаружения сигналов и ее основные направления от классического подхода, включая последовательное обнаружение, до разделов, касающихся обнаружения сигналов при априорной неопределенности, включая непараметрическое обнаружение (знаковые обнаружители, обнаружители Вилкоксона, Манна–Уитли и др. с примерами АОЭ обнаружителей) и адаптивный прием. Приводятся алгоритмы обнаружения случайных сигналов на основе приемников Стратоновича–Сосулина и приемника Швеппе. Рассмотрены обнаружители с постоянным уровнем ложной тревоги и примеры робастных обнаружителей.

Дано систематизированное изложение результатов анализа и синтеза систем синхронизации непрерывного и дискретного характера. Используются несколько методов анализа: строгие методы на основе теории марковских процессов и цепей, приближенные методы усреднения и кумулянтов. Широко использованы численно-аналитические методы исследования. Синтез систем основан на теории оптимальной нелинейной фильтрации Стратоновича.

Последовательно изложены как принципы построения и работы основных типов аналоговых усилителей, так и наиболее часто используемых схем, построенных на их основе. Приведена и подробно рассмотрена схемотехника базовых цифровых функциональных элементов телекоммуникационных систем и систем обработки информации. Материал, представленный в пособии, имеет практическую направленность и позволяет обеспечить формирование необходимых компетенций обучающихся.

Рассмотрены методология и технология компьютерного проектирования и моделирования радиотехнических средств. Основное внимание уделено алгоритмическому и математическому обеспечению разработки электронных схем, а также оптимизации вычислительных процедур. Примеры работы алгоритмов иллюстрируются с помощью пакета учебных программ АНАЛИЗ.

В четвертом томе задачника представлены задачи по оптимальному обнаружению и различению сигналов. Использованы непрерывные и дискретные версии сигналов и систем, а также различные критерии обнаружения (Байеса, Неймана-Пирсона и др.)

Цифровое радиовещание (ЦРВ) – информационная технология, в основе которой представление и передача звукового сигнала в цифровой форме во всех звеньях вещательного тракта – от студии до мобильного приемника. В монографии в доступной форме анализируется понятие «услуга ЦРВ», излагаются базовые процедуры обработки звукового вещательного сигнала и основы технологии цифрового радиовещания, достаточно подробно рассказывается о перспективных системах Eureka 147/DAB и DRM. Рассматриваются основы проектирования систем и сетей ЦРВ, обсуждаются перспективы и некоторые проблемы внедрения цифровых технологий на сетях радиовещания России.

Анализируются основные характеристики сигналов и каналов звукового вещания. Рассмотрены базовые математические процедуры, используемые при цифровой обработке звуковых сигналов; способы представления и основные алгоритмы обработки сигнала в канале звукового вещания, включая анализ искажений сигнала на всех этапах его передачи. Значительное внимание уделено проблемам объективной оценки качества вещательного сигнала в системах, не нормируемых в рамках современного метрологического обеспечения.

Рассмотрены характеристики сигналов, используемых в радиовещании, принципы построения, структурные и принципиальные схемы радиоприемных трактов, а также методики измерения параметров и регулировки узлов.

Книга посвящена истории, современному состоянию и перспективам развития систем спутниковой связи, которая в настоящее время является неотъемлемой и непрерывно растущей частью мирового инфокоммуникационного пространства. В ней дано современное представление о теоретических основах спутниковой связи, а также об аппаратных комплексах – от полезной нагрузки космических аппаратов, до характеристик космодромов и средств выведения на орбиты искусственных спутников Земли. Рассмотрены крупнейшие отечественные и зарубежные системы спутниковой связи с использованием геостационарных и других орбит космических аппаратов. Особое внимание уделяется спутниковому телерадиовещанию и перспективным технологиям спутниковой связи. Благодаря тому, что книга содержит большое количество актуальных справочных материалов, она будет полезна зрелым инженерам, специалистам, студентам радиотехнических и телекоммуникационных факультетов учебных заведений, а также всем тем, кто впервые желает ознакомиться с проблемами спутниковой связи и вещания.

Систематизированы сведения, необходимые для теоретической и практической подготовки студентов по изучению современных методик ведения радиомониторинга радиочастотного спектра, которые необходимы для поиска, обнаружения, пеленгования излучений радиоэлектронных средств и перехвата сообщений, циркулирующих в радиоканалах и радиосетях, а также для анализа сигналов, определение типа и назначения. Пособие предназначено для обеспечения квалификационных требований, установленных федеральным государственным образовательным стандартом.

Рассмотрены методы и технологии радиодоступа для различных типов систем радиосвязи. Представлена обширная информация об основных характеристиках систем радиосвязи, стандартах и нормативной базе, в том числе о стандарте IEEE 802.22, используемом в сетях радиодоступа подвижной связи, технологиях MIMO, технологиях когнитивного радио, интеллектуальных системах радиосвязи, основных утвержденных стандартах и рекомендуемой практике ICAO. Рассмотрены вопросы построения оборудования радиодоступа. Даны практические методики расчета эффективности и структурные схемы для перспективных видов радиодоступа. Отдельное внимание уделено стандартам и технологиям радиодоступа в системах авиационной радиосвязи.

В компактной форме изложены вопросы построения инфокоммуникационных сетей, обеспечивающих высокоскоростную передачу данных. Представлены разделы, которые необходимы для понимания того как можно обеспечить передачу не только с высокой скоростью, но и с другими показателями, характеризующими качество предоставляемой услуги. Приведено описание протоколов различных уровней эталонной модели взаимодействия открытых систем, технологий транспортных сетей. Рассмотрены вопросы передачи данных в беспроводных сетях связи и современные подходы, обеспечивающие передачу больших массивов информации за приемлемые отрезки времени. Уделено внимание набирающей все большую популярность технологии программно-конфигурируемых сетей.

Систематизированы сведения в области построения и функционирования различных систем вещательного и прикладного телевидения. Рассмотрены: специфика построения и современная аппаратурная реализация систем прикладного телевидения; стандарты ТВ вещания ATSC, DVB-T, ISDB, IP-TV; методы цифровой обработки сигналов изображения и повышения их информативности; способы формирования и применения испытательных сигналов для оценки качества ТВ изображений; характеристики цифрового сжатия спектра видеосигналов. Представлены функциональные схемы построения ТВ систем, рассмотрены особенности их работы и характеристики, даны рекомендации по применению. Уделено внимание вопросам построения отдельных узлов и устройств, используемых как в вещательном, так и в прикладном телевидении, принципам и специфике их реализации. Рассмотрены физические процессы цифрового преобразования сигналов и специфика современных преобразователей «свет-сигнал» и «сигнал-свет» (ПЗС- и КМОП-матрицы, жидкокристаллические, плазменные и FED-панели, OLED-дисплеи) и др.

На основе критерия максимального правдоподобия (МП) синтезировано правило оценки взаимных помех поднесущих (ICI), порождаемых множеством доплеровских сдвигов. Предложен алгоритм работы эквалайзера, осуществляющего подавление ICI и коррекцию замираний. Моделирование работы эквалайзера показало возможность поднять верхний предел скоростей перемещения абонентов в 2-2,5 раза без потери качества обслуживания для сетей стандартов LTE и McWILL. Установлено, что сети стандарта McWILL в базовых рабочих диапазонах обладают в 3 раза более высоким верхним порогом допустимых скоростей движения, чем сети стандарта LTE

Проведен анализ состояния и потенциала развития наиболее информационно закрытого рынка профессиональной мобильной связи(PMR) и тесно связанного с ним рынка корпоративной мобильной связи. Сделан вывод о значительном потенциале рынка и в тоже время об отсутствии возможности его использования за счет эксплуатируемых в настоящее время технологий. Представлено решение технических и коммерческих проблем российских корпоративных и ведомственных пользователей в услугах PMR за счет развития стандарта McWiLL разработанного на базе TD-SCDMA и включенного в рекомендации МСЭ

Рассматривается современное состояние измерительных средств для экспериментального исследования радиотехнических характеристик больших антенн наземных комплексов управления в сантиметровом диапазоне волн. Приводятся структурные схемы и основные параметры разрабатываемых макетов модуляционных и корреляционных радиометров, а также экспериментальные результаты, полученные с их использованием

Статья посвящена анализу использования гражданскими потребителями глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Особое внимание уделено высокоточному позиционированию с использованием функциональных дополнений ГНСС и фазовых измерений. Приводятся обобщенные требования крупных российских компаний к высокоточной навигационной аппаратуре потребителя (НАП) ГНСС. Проведено сравнение навигационных приемников, способных выдавать «сырые» фазовые измерения. Отмечены основные тенденции в развитии современной НАП. Предложен концептуальный подход к разработке высокоточной отечественной НАП.

Рассматриваются возможности известных способов измерения характеристик больших наземных антенн в СВЧ-диапазоне. В дополнение к хорошо известному радиоастрономическому методу, обеспечивающему возможность измерения диаграммы направленности по мощности и коэффициенту усиления, рассматривается радиоголографический способ антенных измерений. Существенным преимуществом последнего является возможность восстановления распределения амплитуды и фазы поля в апертуре, позволяющая проводить целенаправленную дополнительную юстировку зеркальной системы антенны с целью повышения ее усиления. Подобная юстировка особенно актуальна для проводимых в настоящее время работ по модернизации крупных зеркальных антенн наземных комплексов управления и освоению на них более высоких частотных диапазонов. Обсуждаются разработанные для полноповоротных зеркальных антенн методики измерений по сигналам естественных внеземных радиоисточников, а также геостационарных ИСЗ. Приводятся экспериментальные результаты исследования диаграмм направленности и распределений поля в апертуре, полученные радиоастрономическим и радиоголографическим способами на крупнейших отечественных наземных полноповоротных антеннах с зеркалами от 25 до 70 м

With use of methods of the theory of a fi ltration of existential signals the algorithm of highprecision tracking of moving object according to the image of its secondary source of optical radiation (an engine torch) is synthesized. It is shown that due to introduction of procedure of an assessment of equivalent radius of the image of a torch of the engine the algorithm provides steady tracking coordinates of moving object with a mistake no more than two elements of permission

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).

Рассмотрено прохождение детерминированных сигналов через линейные цепи с известными частотно-фазовыми характеристиками: дифференцирующие и интегрирующие, частотно-избирательные цепи, колебательные контуры, резонансные усилители. Приведены методы расчета случайных сигналов при прохождении частотно-избирательных цепей. Проведен анализ преобразования сигналов в нелинейных и параметрических цепях, таких как умножители частоты, модуляторы, детекторы и параметрические усилители. Рассмотрена работа автогенераторов и устойчивость их характеристик. Сформулированы принципы дискретной и цифровой обработки сигналов, законы построения цифровых фильтров. Освещена теория оптимальной линейной фильтрации, проведено сравнение помехоустойчивости систем с амплитудой и частотной модуляцией.

Изложены основы общей теории детерминированных сигналов с помощью динамического и геометрического методов представления сигналов. Показаны принципы использования ортогональных систем базисных функций. Обоснованы математические методы анализа сигналов - спектральный, корреляционный, операторный, суперпозиционный, классический. Рассмотрены свойства модулированных и случайных сигналов. Даны методы анализа детерминированных сигналов, преобразованных линейными стационарными системами.

В книге изложены методы диагностики энергетических и пространственно-временных характеристик излучения мощных лазеров ИК-диапазона, разработанные в ИЛФИ в рамках первой государственной программы исследований по лазерной тематике в 1965-1975 гг.

Книга написана на основе курса лекций по оптоэлектронике, читаемых в течения ряда лет в СарФТИ МИФИ для студентов ряда групп электронных специальностей. В ней рассматриваются основные типы оптоэлектронных приборов применяемых в современной радиоэлектронной аппаратуре.

Целью учебного пособия является обучение читателя основам метрологии, методам и средствам радиоизмерений применительно к задачам разработки, производства и эксплуатации радиоаппаратуры. Рассмотрены общие принципы измерений, причины возникновения погрешностей и методы обработки результатов измерений. Описаны методы и устройства формирования измерительных сигналов, особенности исследований во временной и частотной областях, измерений характеристик случайных сигналов. Рассмотрены методы и средства измерений технических характеристик СВЧ-трактов, четырехполюсников, резонаторов, антенн, параметров диэлектриков на СВЧ. Учебное пособие отвечает требованиям образовательного стандарта по направлению подготовки "Радиотехника"

В книге обсуждаются вопросы, связанные с разработкой и применением уникальных устройств - взрывных магнитокумулятивных генераторов сверхсильных магнитных полей. Описываются содержание и результаты многолетней работы в РФЯЦ-ВНИИЭФ по развитию предложенной А.Д. Сахаровым идеи магнитной кумуляции энергии взрывчатых веществ до уровня физического метода получения магнитных полей многомегагауссного диапазона. Приведены описания и параметры физических приборов - каскадных генераторов МК-1 10- и 20-мегагауссного диапазонов. Рассмотрены способы применения созданных приборов в систематических исследованиях в различных областях физики экстремального состояния вещества.

В основу книги положены материалы лекций, прочитанных авторами в НИЯУ МИФИ, и учебно-методические пособия, разработанные авторами или при их непосредственном участии на кафедре "Радиофизика и электроника" по курсам "Основы криптографии" и "Криптография и специальные исследования". Изложение вопросов предполагает математическую подготовку читателей.

Рассматриваются теоретические основы квантовых и оптоэлектронных приборов различных типов. Изучаются их основные технические характеристики, а также приводятся методы расчета и проектирования оптоэлектронных устройств. Книга содержит большое количество справочной информации и примеры электронных схем с использованием различного типа квантовых и оптоэлектронных приборов.

Рассмотрены физические процессы и модели для описания законов излучения и приема сверхкоротких импульсов без несущей частоты. Такие сигналы широко применяются в радиоголографии, радиотомографии, геолокации, акустике и связи. Рассмотрены законы электромагнетизма, формы представления квазигармонических и импульсных сигналов на временной и частотной шкалах представления сигналов. Выбраны и обоснованы физические и математические модели систем связи с импульсными сигналами, схемы замещения и ее составляющие. Рассмотрены переходные процессы в частотно-избирательных цепях и микроволновых структурах, приведены экспериментальные данные по скин-эффекту и экранированию импульсных сигналов. Особое внимание уделено импульсным характеристикам линейных и апертурных антенн в режиме передачи и приема, законам межсимвольной и деструктивной интерференции.

В пособии изложены физико-технические основы работы и особенности приборов вакуумной микроволновой электроники. Рассмотрены свойства вакуума, электронная эмиссия, электронно-оптические системы формирования и транспортировки потоков заряженных частиц, квазистатические и динамические методы управления потоками заряженных частиц, преобразование энергии электронного потока в энергию выходного сигнала микроволнового прибора, рассеяние остаточной энергии электронов в коллекторных системах, различные виды электродинамических структур. Рассмотрен также целый класс вакуумных микроволновых приборов. Изложены принципы и физические основы их работы, приведены конструкции и схемы включения приборов, параметры и области применения, а также основные тенденции и перспективы развития данных устройств.

Журнал является официальным журналом Российской Ассоциации Радиологов (РАР). История старейшего в России медицинского журнала начинается с 1920 года. Журнал, посвященный в настоящее время вопросам лучевой диагностики и лучевой терапии, стоит у истоков развития Российской рентгенологии и радиологии. В журнале находят отражение такие методы медицинской визуализации как традиционная рентгенодиагностика, рентгеновская компьютерная и магнитно-резонансная томография, ультразвуковая и радионуклидная диагностика, ангиография и рентгенохирургия. В журнале освещаются наиболее актуальные вопросы медицинской визуализации в кардиологии, неврологии, онкологии, лучевой диагностики заболеваний скелетно-мышечной системы, органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, малого таза. Большое место занимают научные статьи и обзоры по вопросам радиобиологии, дозиметрии и радиационной защиты. Традиционно широко освящаются проблемы рентгенохирургии и рентгеноэндоваскулярных методов диагностики и лечения в различных областях медицины.

Рассматриваются пути устранения негативного влияния внешних помех на двухсторонние системы связи с пространственным разнесением. С использованием специальных сигналов-маркеров определяется матрица текущих коэффициентов передачи. На их основе вычисляются коэффициенты при суммировании сигналов в приемнике и коэффициенты распределения мощности между антеннами в передатчике. Предлагаются оптимальные значения коэффициентов. Анализируются алгоритмы раздельного управления сложением сигналов и компенсации помех

Представлены математические модели асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока, используемые в вузовском учебном процессе Mathematical models of asynchronous motors and DC motors used in university teaching are offered.

Рассмотрен метод сжатия изображений и видео с помощью сеточного представления, основанного на триангуляции Делоне. Даны теоретические основы предлагаемого метода и его реализация. Предложены методы построения сеточного представления графической информации, выделения объектов. Разработаны алгоритмы оценки и компенсации движения, предложена структура сжатого файла.

Исследованы особенности аппаратной реализации цифровых вычислительных устройств синтеза сигнала для двух радиолокационных систем: системы обнаружения движущихся целей в режиме «воздухвоздух» с помощью импульсно-допплеровской РЛС и системы обнаружения целей в РЛС с использованием режима сжатия сигнала. Даны оценки требуемой точности и аппаратных затрат при построении COS/SIN-преобразователей в устройствах цифрового синтеза сигнала

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.

Учебно-методическое пособие предназначено для организации самостоятельной работы и практических занятий студентов. К дисциплинам цикла «Электроника» относятся дисциплины: «Электротехника и электроника», «Электроника», «Электроника и схемотехника», «Электротехника, электроника и схемотехника». Для организации практических аудиторных занятий учебно-методическое пособие представляет собой сборник типовых задач, часть из которых содержит несколько вариантов исходных данных. Краткие теоретические сведения включают в себя расчетные соотношения, необходимые для выполнения заданий.

Учебно–методическое пособие предназначено для проведения лабораторных занятий с использованием программы компьютерного моделирования Multisim 10.1 у студентов, обучающихся по направлениям (специальностям) и профилям подготовки бакалавров и специалистов: 09.03.01 – Программное обеспечение средств ВТ и АС; 09.03.04 – Разработка программно–информационных систем; 10.03.01 – Безопасность телекоммуникационных систем; 10.05.02 – Информационная безопасность телекоммуникационных систем; 11.03.01 – Радиотехника; 11.03.02 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи; 11.05.01 – Радиоэлектронные системы и комплексы; 12.03.03 – Оптические информационные технологии; 27.03.04 – Управление и информатика в технических системах; 27.03.05 – Управление инновациями. К дисциплинам цикла «Электроника» относятся следующие дисциплины: «Электротехника и электроника» (27.03.04, 27.03.05, 12.03.03); «Электроника» (11.03.02, 11.03.01, 09.03.04, 11.05.01); «Электроника и схемотехника» (10.05.02, 10.03.01); «Электротехника, электроника и схемотехника» (09.03.01).

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов 2 курса очной формы обучения, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 11.03.01 - Радиотехника.

Излагаются основы теории антенн и распространения радиоволн. Формулируются вопросы для самопроверки и задачи (с ответами) для самостоятельного решения. Приводятся примеры решения задач.

Цели преподавания дисциплины «Интегральная оптика»: 1. Формирование у студентов физических и теоретических основ для понимания принципов работы базовых элементов интегральных оптических схем; 2. Формирование базовой подготовки студентов по интегральной оптике для решения производственных и исследовательских задач; 3. Овладение основами расчётов характеристик базовых элементов интегральных оптических схем, получение общих знаний по их применению. Задачи изучения дисциплины «Интегральная оптика»: 1. Приобретение студентами знаний о физических принципах работы интегральных оптических устройств различного назначения, созданных на базе планарных и полосковых оптических волноводов; 2. Приобретение студентами практических навыков вычисления характеристик базовых элементов интегральных оптических схем с использованием ПЭВМ.