Аппаратура и методы радиосвязи. Радиоэлектронная аппаратура. Радиодетали

Представлены задания и приведены алгоритмы решения ряда типовых задач, решаемых в аппаратуре потребителя сигналов глобальных спутниковых радионавигационных систем (ГНСС): формирование псевдошумовых сигналов, траекторные определения навигационных космических аппаратов по данным оперативной и неоперативной информации, оценка геометрического фактора и доступности навигации, определение абсолютных координат приёмника ГНСС, а также оценка состояния измерительного процесса, осуществляемая при помощи Калмановского фильтра.

Рассмотрены вопросы реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов на основе цифровых сигнальных процессоров отечественного производства. Представлены практические работы, позволяющие изучить преобразования сигналов с использованием аппаратных средств. Приведены типовые алгоритмы цифровой обработки сигналов и показана их реализация с учетом особенностей архитектуры микропроцессора.

Учебное пособие посвящено вопросам проектирования микрополосковых антенн, использующих технологию изготовления объемных интегральных микросхем (ОИС) СВЧ. Большинство вопросов, подробно рассмотренных в данном пособии, ранее в учебной литературе не рассматривались и освещались лишь в периодических изданиях и трудах научных конференций, которые были практически недоступны студентам. Целесообразность издания настоящего пособия, имеющего междисциплинарный характер, обусловлена необходимостью обеспечения учебного процесса по образовательным программам бакалавриата и специалитета по дисциплинам «Электроника» и «Специальные радиоэлектронные устройства».

Рассмотрены аппаратурные и геофизические эффекты, являющиеся источниками погрешностей навигационных измерений в глобальных навигационных спутниковых системах. Приведены подробные математические модели измерений ГЛОНАСС и GPS, а также их линейные комбинации, используемые в режиме высокоточного абсолютного местоопределения и в других режимах. Описаны методы компенсации соответствующих систематических смещений, приведены численные оценки и модели. Уделено внимание особенностям обработки высокоточных, но неоднозначных псевдофазовых измерений, использование которых является одним из ключевых факторов достижения сантиметровой точности определения координат потребителя.

Изложены принципы построения и основы проектирования преобразователей частоты радиосигналов, применяемых в телекоммуникационных системах. Рассматриваются вопросы схемотехники и конструкции смесителей, умножителей частоты. Приводятся многочисленные результаты разработки и экспериментальных исследований преобразователей различных диапазонов длин волн. Учебное пособие написано на основе оригинальных работ авторов, опубликованных в научных журналах.

Учебное пособие посвящено организации производственной практики: научно-исследовательской работе для студентов II курса магистратуры факультета радиотехники и электроники по направлениям подготовки 11.04.01 «Радиотехника» и 11.04.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи». В пособии приводятся краткие теоретические сведения о сущности направлений, раскрываются области научных интересов по этим специальностям, описывается методология проведения научного исследования, научного поиска, даются рекомендации по оформлению материалов статей, научных отчетов, магистерской диссертации. Кроме того, приведены практические задания, закрепляющие теоретический материал.

Описано проектирование систем управления объектов мехатроники на примере систем наведения радиотехнических и оптических комплексов. Подробно рассмотрены вопросы структурного и функционального построения высокоточных систем управления с использованием принципа двухканального управления, а также их анализ и синтез с учетом различных помех и возмущающих воздействий. Приведены принципы и особенности построения и реализации систем управления, обусловленные цифровыми технологиями обработки информации.

В учебном пособии приведён материал, входящий в состав программ курсов «Схемотехника», «Импульсные цифровые устройства», в которых рассматриваются прикладные системы радиоавтоматики, относящиеся к её цифровым разновидностям. Каждый раздел содержит примеры решения задач по основным теоретическим пунктам, изложенным в нём, и перечень контрольных вопросов для самопроверки усвоенного материала.

В пособии всесторонне рассмотрены природа и специфика радиокоммуникации, эволюция различных путей коммуникации, а также ее формообразующие, выразительные и стилистические средства.

В учебном пособии рассматриваются этапы проектирования радиосистем передачи информации с повышенными скрытностью и помехозащищенностью при использовании фазоманипулированных сигналов.

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.

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

В статье рассматривается облик разрабатываемого единого комплекса программно-аппаратных средств формирования и ведения банка базовых продуктов (БП) дистанционного зондирования Земли межведомственного использования. Приводится технологическая модель функционирования и компоненты комплекса. Подробно рассматриваются особенности технических, программных и алгоритмических решений компонент создания и распространения БП

Исследуется помехоустойчивость систем связи с частотной модуляцией. Рассматривается отношение сигнал/шум на выходе некогерентного приёмника при большом и малом уровне входного сигнала и различных индексах модуляции. Анализируется пороговый эффект увеличения отношения сигнал/шум на выходе частотного детектора

В статье показано, что в гидроакустических каналах с импульсными помехами или кратковременными перерывами связи для повышения качества передачи данных могут быть применены различные варианты сверточных и циклических кодов. Уменьшить вероятность ошибки на выходе канала для известной статистики ошибок позволяют сверточные коды со скоростью R ≤ 3/4 совместно с широкополосными сигналами ( ШПС) или сверточные коды R ≤ 2/3 с алгоритмом перемежения кода. С учетом энергетического выигрыша от кодирования и вычислительной сложности перемежения кода выгоднее вариант “код + ШПС” до 4ч5 перемежений. С учетом многоразрядности оптимального фильтра ШПС его реализация всегда сложнее, чем реализация порогового декодера сверточного кода.

Анализируются функциональные требования к сетям 5G и параметры трафика для услуг видео высокой четкости и массивов M2M-устройств, которые к 2020 г. будут наиболее востребованными. Сформулированы критерии некоторых KPI, определяющих качество предоставления услуг в сетях 5G. Взяв за основу одну из парадигм развития будущей инфраструктуры 5G — виртуализацию сетевых функций, авторы предложили концепт функциональных блоков контроля и мониторинга QoS, реализуемых в виде части облачной инфраструктуры базовой сети SDN при помощи виртуальных функциональных модулей CQMF и CQCF.

Рассмотрен стек протоколов взаимодействия транспортных средств на базе технологии DSRC. Анализируются основные отличия стандарта 802.11p, применяемого на нижних уровнях, от базового стандарта 802.11 и особенности реализации верхних уровней на базе стандарта 1609.

Сегодня главными проблемами в радиосвязи и телерадиовещании являются, с одной стороны, создание радиосистем, наиболее эффективно использующих радиочастотный спектр (РЧС), а с другой — планирование этих сетей таким образом, чтобы развертываемые в определенных полосах частот на определенной территории сети создавали наименьший уровень помех на соседних территориях, где те же полосы частот могут быть выделены для создания других сетей, таких как когнитивные сети беспроводного доступа, сотовые сети подвижной связи и др.

Проблема аварийности, связанная с транспортными средствами (ТС), в последние годы приобрела особую остроту в связи с несоответствием дорожно-транспортной инфраструктуры потребностям общества и государства в безопасном дорожном движении, недостаточной эффективностью функционирования системы обеспечения безопасности и крайне низкой дисциплиной участников дорожного движения. Одним из наиболее значимых инструментов решения данной проблемы является создание и внедрение интеллектуальных транспортных систем (ИТС) [1—3].

Для построения многоканальных систем используются различные методы разделения каналов. Наибольшее распространение получили методы временного (TDMA – Time Division Multiple Access), частотного (FDMA – Frequency Division Multiple Access) и кодового (CDMA – Code Division Multiple Access) разделения каналов. Перераспределение выделенной полосы частот на большее число каналов не всегда допустимо, поскольку уменьшение ширины канала снижает качество передаваемой информации [1]. Повышение качества передачи, в свою очередь, зависит от расширения полосы частот канала, по которому передается информация.

Постановка задачи. В транзисторных телевизионных (ТВ) передатчиках дециметровых диапазонов широкое применение находят моноблочные цепочечные суммирующие устройства [1]. Наибольшее распространение получили сумматоры 5х1, обеспечивающие сложение (практически без потерь) мощностей пяти блоков усиления мощности (БУМ). Сегодня такие сумматоры используются в передатчиках АЦТП-20/5 кВт, «Онега-2(1)Ц» и др.

Под планированием радиосвязи понимается назначение частот, а также времени начала и окончания связи. В зависимости от назначения связь может осуществляться на одной или нескольких частотах круглосуточно или по сеансам в определенное частотным расписанием время. Частоты и время работы должны быть подобраны таким образом, чтобы было обеспечено приемлемое качество связи с учетом технических средств обеспечения радиосвязи: передатчиков и приемников, их параметров, характеристик передающих и приемных антенн.

Для обоснования инновационных решений и выбора эффективных инноваций в сфере спутниковой связи с использованием космических аппаратов на высокоэллиптической орбите (КА на ВЭО) использован экспертно-квалиметрический метод (ЭКМ), основанный на экспертном методе оценивания по балльному принципу параметров эффективности инноваций, квалиметрическом методе количественного ее измерения и последующем ранжировании инноваций по уровню эффективности. Прикладное применение ЭКМ в спутниковой связи предполагает адаптацию параметров модели комплексной оценки эффективности инноваций, обоснование значимости и интервалов изменения частных показателей эффективности инноваций спутниковой связи.

Приведены результаты функционального проектирования, моделирования и экспериментальных исследований приемного и передающего трактов телекоммуникационной системы с гигабитной пропускной способностью в диапазоне частот 130–134 ГГц в составе: частотные преобразователи с субгармонической накачкою; гетеродин, использующий высокостабильный задающий кварцевый генератор; полосно-пропускающий septum-фильтр в волноводном канале 1,6×0,8 мм; рупорная коническая антенна. Проведены исследования лабораторного образца цифровой симплексной радиорелейной системы терагерцового диапазона и цифрового модема с пропускной канальной способностью до 1200 Мбит/с на дальность связи в нормальных условиях в пределах 1 км при вероятных битовых ошибках BER не более 10-6.

Методические указания к лабораторным работам «Приборы СВЧ и оптического диапазона» содержит методику расчета и измерения основных параметров электровакуумных приборов СВЧ и ОД: отражательного клистрона, лампы бегущей волны (ЛБВ), лампы обратной волны (ЛОВ), гелий-неонового лазера разработаны в соответствии с ФГОС ВПО но направлению подготовки, 11.03.01 Инфокоммуникационные технологии и системы связи, 11.03.02 и предназначены для студентов 4 курса факультет ФТР для лабораторных занятий.

Печатается по постановлению Ученого совета факультета технологии и предпринимательства Московского педагогического государственного университета. Работа «Практикум по радиоэлектронике» подготовлена на кафедре общетехнических дисциплин.

Подробно изложены методы повышения выходной мощности усилителей радиопередающих устройств, основанные на использовании: непосредственного сложения мощности, отдаваемой несколькими транзисторами; устройств сложения мощности, отдаваемой несколькими выходными каскадами; корректоров амплитудных характеристик; диплексеров для сложения мощности нескольких независимых генераторов; автоматической регулировки потребляемого тока; многоканальных структур с частотным разделением каналов; оптимальной реализации сопротивления нагрузки. Для всех описанных методов даны инженерные расчетные соотношения, примеры их реализации с описанием схем, чертежей печатных плат, а также методик настройки усилителей.

Рассмотрены основы проектирования микрополосковых устройств СВЧ с помощью пакета программ Microwave Office 2009 производства компании Applied Wave Research. На примере балансных смесителей описаны основные операции, которые необходимо выполнить при проектировании электрической принципиальной схемы устройства, создании его топологии, расчете и оптимизации рабочих параметров.

Изложены принципы построения млогабаритных лазерных изображающих систем, приведены методика расчета передающего канала на основе матричного полупроводникового источника излучения и оптического интегратора, методика светоэнергетического расчета системы, предназначенной для дистанционного обнаружения световозвращателей.

Обоснована целесообразность создания многофункциональных аппаратно-программных комплексов для формирования и измерения параметров импульсных сигналов, сформулированы принципы их построения. Рассмотрены способы создания моделей сигналов для математического и схемотехнического моделирования измерительных электрических цепей.

Рассмотренный квазиоптимальный алгоритм является адаптивным к метеовидимости, позволяет повысить точность измерения дальности в случае наличия помехи обратного рассеяния. Для синтеза измерителя высоты можно первоначальный захват осуществлять обычным пороговым методом, а затем с помощью предложенного дискриминатора осуществлять более точную оценку параметра. Алгоритм способен работать в средах с малой метеовидимостью и с импульсами сложной формы.

В статье описывается принцип действия топливных элементов, работающих на водородном топливе, отмечаются достоинства установок бесперебойного питания с использованием ТЭ и обсуждаются перспективы их применения на предприятиях связи.

В пособии рассматриваются особенности построения приемников навигационных сигналов, методы поиска навигационных сигналов и слежения за ними. Пособие разработано на каф. РТУ радиотехнического факультета для магистрантов направления подготовки 210400.68 (Радиотехника). Занятия в семестре А.

В книге рассмотрены основные особенности и характеристики стандарта кодирования видео Н.264, используемого при потоковой передаче видеоинформации. Проанализированы субъективные и объективные методики и метрики, используемые для оценки качества видеоинформации, а также специфика возникновения ошибок в канале связи при передаче потокового видео в широкополосных беспроводных системах радиодоступа. Рассмотрены особенности трансляции потокового видео по сетям широкополосного беспроводного доступа, а также оценки качества передачи и воспроизведения потокового видео в системах широкополосного беспроводного доступа в условиях разнообразных внешних воздействий, включая воздействие ионизирующего излучения на качество передачи видеоизображения. Важное прикладное значение имеют вопросы скрытия видеоинформации при потоковой передаче некриптографическими методами.

Содержатся основные сведения о частотно-пространственном ресурсе н его структуре, критериях эффективности его использования. Даны теоретические основы и описание структуры и основных составляющих геоинформационной системы, предназначенной для проектирования и анализа радиоэлектронных средств (РЭС) и сетей РЭС, функционирующих на приземных трассах. Подробно рассмотрены вопросы, связанные с моделированием распространения радиоволн вблизи земной поверхности для реальных трасс. РЭС и анализа электромагнитной совместимости (ЭМС). Приведены методики определения напряженности электромагнитного поля, оценки ЭМС и основные вопросы анализа ЭМС постов радиоконтроля с электромагнитной обстановкой. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 013800 Радиофизика и электроника (дисциплина "Радиотелекоммуникации", блок ДС) и направлению 550400 Телеком>гуникацни (дисциплины "Радиотелекоммуникащш", блок ДС, "Основы построения телекоммуникационных систем и сетей", блок ОПД), очной формы обучения. Может быть полезно для студентов и аспирантов радиофизических и радиотехнических специальностей.

Настоящее методическое пособие содержит описания технологии и конструкции базового матричного кристалла серии 5503. Этот кристалл предназначен для создания широкого спектра радиоэлектронных устройств – от средств связи до автомобильной, авиационной и бытовой техники. Пособие также включает описание четырех лабораторных работ, в ходе которых студенты знакомятся с маршрутом проектирования БИС: две работы на базе САПР «ПАРОМ» и две работы на базе САПР «Ковчег 2.2». В приложении приводится описание порядка работы в схемотехническом редакторе OrCAD.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, направленных на совершенствование систем охлаждения электронных приборов с теплопередающим трактом на основе жидкостной магистрали, разработку конструкций высокоэффективных тепловых труб большой протяженности, создание методов проектирования теплорассеивающих элементов, построение систем охлаждения электронных приборов на основе унифицированных термоэлектрических батарей и разработку способов термостатирования приборов в условиях изменяющейся температуры окружающей среды.

Рассмотрены принципы построения классификация и основные характеристики систем подвижной радиосвязи. Систематизированы обширные сведения об особенностях организации радиосвязи с подвижными объектами и передачи массовых сообщений, в том числе об особенностях построения, функционирования и проектирования сотовых сетей с кодовым разделением каналов. Изложены принципы построения профессиональных (транкинговых) систем подвижной радиосвязи. Рассмотрены принципы построения и технические характеристики систем беспроводного доступа. Анализируются различные варианты применения беспроводных сетей и обсуждаются получаемые в результате их использования преимущества. Рассмотрены системы радиодоступа на основе передачи сообщений с расширенным спектром. Приведены характеристики широко распространенных стандартов широкополосной беспроводной связи и систем беспроводной телефонии IEEE 802.Их, IEEE 802.16., LTE и др. Рассмотрены вопросы организации спутниковых сетей связи и навигации. Приведены основные показатели систем и сетей спутниковой связи и зоны видимости, покрытия, обслуживания. Анализируются виды многостанционного доступа. Даны основные технические показатели земных станций и космического сегмента систем спутниковой связи и навигации.

На базе системы инженерного проектирования MatLab рассматриваются практические вопросы составления компьютерных программ для реализации функциональных цифровых моделей радиоустройств и систем. Соответствующие цифровые модели представлены в объеме достаточном для составления программ. В программах используются дискретные модели радиосигналов – аналоговых и цифровых, детерминированных и случайных. Рассматриваются примеры реализации алгоритмов, в основе которых лежат как временные, так и спектральные методы анализа. Показаны возможности реализации метода комплексной огибающей при моделировании устройств и метода информационного параметра – для моделирования радиосистем. Рассмотрен пример проведения машинного эксперимента для моделирования помехоустойчивости системы цифровой связи. Приведенные в книге программы доступны для скачивания на сайте издательства.