Аппаратура и методы радиосвязи. Радиоэлектронная аппаратура. Радиодетали

Учебное пособие подготовлено на кафедре электроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Настоящее пособие содержит теоритический материал и учебно-методические указания к лабораторным работам по курсу «Устройства приема и обработки сигналов». Пособие адресовано студентам старших курсов бакалавриата и магистрантам, обучающимся по направлениям «Радиотехника» и «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

Изложены принципы построения и основы проектирования селективных устройств СВЧ, применяемых в телекоммуникационных системах. Рассматриваются вопросы схемотехники и конструкции селективных устройств. Приводятся многочисленные результаты разработки и экспериментальных исследований фильтров и диплексеров различных диапазонов длин волн. Учебное пособие написано на основе оригинальных работ авторов, опубликованных в научных журналах.

Пособие предназначено для выполнения домашнего задания по курсу дисциплины «Устройства приема и преобразования сигналов». Отражены способы разработки структурных и функциональных схем радиоэлектронных систем и комплексов, а также построения принципиальных схем узлов радиоэлектронных устройств, созданные с помощью современных систем автоматического проектирования и пакетов прикладных программ.

В настоящее время на государственных и коммерческих предприятиях активно используются средства радиосвязи для обмена служебной информацией. Отдельные образцы средств радиосвязи базируются на стандартах передачи информации повышенной скрытности, имеют малые массогабаритные параметры, обеспечены аккумуляторами большой емкости для длительной работы, могут быть запрограммированы для функционирования по определенному алгоритму. Высокий уровень технических характеристик и незначительная стоимость современных средств радиосвязи облегчают злоумышленникам несанкционированную передачу информации конфиденциального характера непосредственно из офисов и служебных помещений предприятий.

В работе рассмотрены методы определения координат источников радиоизлучения MUSIC и BS-MUSIC, методы снижение вычислительной сложности и размерности антенной решетки. Приведены численные оценки точности определения координат источников радиоизлучения классическим методом MUSIC, а также после предварительного преобразования ортогональными диаграммами направленности в зависимости от отношения сигнал/шум, числа лучей и времени усреднения корреляционной матрицы

Учебное пособие предназначено для аспирантов дневной формы обучения образовательных программ 24.06.01 – Авиационная и ракетно-космическая техника, 11.06.01 – Электроника, радиотехника и системы связи, 15.06.01 – Машиностроение для изучения дисциплины «Иностранный язык», а также для широкого круга лиц, интересующихся данной тематикой.

Пособие предназначено для формирования и совершенствования профессионально ориентированной иноязычной коммуникативной компетенции студентов высших учебных заведений, обучающихся по следующим специальностям и направлениям подготовки: 11.03.01 «Радиотехника», 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы», 11.05.02 «Специальные радиотехнические системы», 11.05.04 «Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи».

Предлагаемый вниманию читателей справочник очень популярен в Великобритании. Его авторам удалось собрать и компактно объединить под одной обложкой огромное количество информации. Здесь кратко рассмотрены практически все аспекты теории и практики современной радиосвязи — от распространения электромагнитных волн до спецификаций радиотехнического оборудования. Описаны даже способы шифрования и передачи конфиденциальной информации. Не остались без внимания и вопросы формирования, обработки и передачи сигналов в таких современных видах связи, как мобильная радиосвязь, спутниковая и транкинговая связь, беспроводная телефония. Кроме последовательного систематического изложения вопросов радиосвязи книга содержит много разнообразной информации справочного характера. Кажется, что здесь есть все — от международного кода «Q» и азбуки Морзе до формул и таблиц для расчетов радиотехнических цепей и сведений о кодировке электронных компонентов.

В статье предлагается классифицировать составные каналы по их структурам. Классификация позволяет разработать методики, упрощающие анализ составных каналов связи, в том числе с точки зрения оценки качества предоставляемых по этим каналам услуг.

Изучены новые свойства численного обратного преобразования Лапласа-Паде, определяющие область эффективного применения метода — радиус сходимости как функцию добротности полюсов экспоненциальных полиномов. Обоснованы алгоритмы применения метода комплексной огибающей к анализу переходных процессов в избирательных цепях ППФ-, ФНЧ- и ФВЧ-типов. Эффективность метода подтверждена при изучении откликов полоснопропускающих фильтров Баттерворта, Чебышева и Бесселя до 24 порядка включительно (k = 2 ... 12 для НЧ-прототипов) и табулировании специальных функций. Разработана (с учетом применения метода комплексной огибающей) пошаговая модификация метода.

Приведены конструктивно-технологические основы проектирования функциональных узлов на печатных платах. Изложены вопросы проектирования функциональных узлов с использованием печатного монтажа. Рассмотрены конструкции, материалы и методы изготовления печатных плат, материалы и оборудование для монтажа печатных узлов. Представлена методика конструирования и технология производства печатных плат.

Изложены основы взаимозаменяемости и технических измерений. Большое внимание уделено принципам формирования допусков на размеры элементов деталей. Рассмотрены системы образования посадок при соединениях гладких поверхностей деталей. Основные положения системы допусков и посадок пояснены примерами с привлечением методов расчета размерных цепей.

Принято считать, что переход в жесткую равноускоренную неинерциальную систему отсчета (НСО) осуществляется при помощи известного преобразования Меллера. Однако в специальной теории относительности (СТО) не может быть такой ситуации, когда ускорение всех частиц среды в сопутствующей системе отсчета постоянно и одинаково и конгруенция мировых линий жесткая в смысле Борна. Анализ преобразования Меллера показал, что в базисе Ферми!Уолкера, к которому и относятся показания акселерометров, ускорения различных частиц не являются одинаковыми Таким образом, преобразование Меллера не описывают перехода к глобально равноускоренной НСО. Каждая из лагранжевых частиц движется с постоянным ускорением, но эти ускорения не равны друг другу. Ранее авторами доказана теорема, что в пространстве Минковского невозможно поступательное глобально равноускоренное и жесткое по Борну движение сплошной среды. Если помимо уравнений движения сплошной среды накладывать дополнительные условия на жесткость или вращения сплошной среды, вытекающие из физических соображений, то эти условия "выводят" движущуюся среду из плоского пространства - времени. На основе точного решения для поля заряда в НСО и сформулированного постулата эквивалентных ситуаций построена нелинейная теория связанных (несвободных) зарядов. Предложенный метод требует выхода за рамки плоского пространства времени, однако кривизна другой природы не связанная непосредственно с теорией тяготения Эйнштейна. Метод устраняет расходимость собственной энергии поля и делает классическую мезодинамику (как и электродинамику) внутренне непротиворечивой при переходе к любым достаточно малым расстояниям. Рассматривается принципиально новое направление исследования силовых полей, не всречавшееся в научной литературе ранее. Получено уравнение скалярного мезонного поля связанных нуклонов, релятивистское уравнение движения пробных нуклонов в поле связанных. Определена геометрия пространства - времени мезонного скалярного поля и найден тензор энергии - импульса этого поля. Вычислена энергия поля точечного протона, которая оказалась не бесконечностью, как в классической и квантовой электродинамике, а в точности совпадает с энергией покоя протона.

Излагаются основные сведения по структуре электромагнитного поля элементарных излучателей в дальней зоне. Для фиксированной системы координат рассматриваются различные ориентации излучателей в пространстве. Приводятся условия ряда задач для самостоятельного решения. Все задачи, как правило, с ответами. В качестве примера приводится подробное решение двух задач. Формулируются вопросы и задания для самоконтроля качества усвоения материала.

Для анализа случайных нестационарных сигналов используется метод спектрального разложения в адаптивном секвентном базисе. Эффективность подхода показана на конкретных примерах. Приводится описание устройства для спектральной обработки экстремумов нестационарных сигналов, реализующее предложенный метод

На основе положений теории радиотехники и теории вероятностей разработана методика определения точности радиоэлектронной разведки параметров радиоэлектронных средств противника, позволяющая оценить предельные значения ошибок определения несущей частоты, при которых возможна их компенсация за счет расширения спектра помехи для поддержания требуемой эффективности радиоэлектронного подавления при одновременном обеспечении требований радиоэлектронной защиты своих радиоэлектронных средств в условиях минимального частотного разноса

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

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 пособии рассмотрены вопросы анализа и моделирования формирователей и обнаружителей сигналов при проведении лабораторных и практических занятий.

В работе на основе теории сетей и сигнальных графов предложены методы прямого описания сложных технологических комплексов.

Лабораторный практикум рассчитан на выполнение четырех работ. В первых двух лабораторных работах основное внимание уделено методике измерений, в двух последующих - экспериментальному подтверждению основных положений теории линейных дискретных решеток и теории излучающих поверхностей.

В работе представлены исследования комплексного алгоритма восстановления несущей OFDM-сигналов, основанного на анализе информационных частотных подканалов в условиях быстрых частотно-селективных замираний. Рассматриваемый алгоритм коррекции представляет собой замкнутую систему слежения за амплитудой и фазой сигнала несущей. Выполнено сравнение представленного метода со стандартным подходом коррекции, основанным на анализе пилот-сигналов.

Синтезирован квазиоптимальный алгоритм фильтрации фазы пилотной компоненты сигнала L1OC с обработкой на поднесущих частотах. Рассчитаны дискриминационные и флуктуационные характеристики синтезированного фазового дискриминатора. Приведены результаты имитационного моделирования синтезированной следящей системы, подтверждающие ее эффективность.

В работе рассмотрены вопросы топологического описания технологических комплексов на базе их сетевого представления и сигнальных графов.

Отмечено негативное влияние турбулентности атмосферы на системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Рассмотрены аппаратурные и алгоритмические технологии частичной коррекции атмосферного влияния. Предложен и обоснован новый алгоритм для восстановления неискаженного атмосферой изображения, обладающего дифракционным разрешением телескопа ДЗЗ в его широком поле зрения Предложенный алгоритм позволяет упростить и ускорить процесс получения изображения ДЗЗ, а при цифровой статистической обработке фрагментов одного зарегистрированного изображения позволяет определить и скомпенсировать его атмосферные искажения. Данный алгоритм обладает новизной и полезностью для его практического применения в системах ДЗЗ.

Шумоподобные сигналы широко применяются для передачи полезной информации и обеспечения синхронизации. Представляет интерес разработка метода декодирования широкого класса шумоподобных сигналов, формируемых комбинированием нескольких исходных компонентных М-последовательностей по тому или иному правилу. Проведенные исследования основаны на положениях теории полей Галуа и на структурных свойствах шумоподобных сигналов. Показано, что разложение комбинированных кодовых последовательностей на компоненты возможно путем решения системы уравнений, связывающих между собой координаты элементов поля Галуа и входные символы декодируемой кодовой последовательности.

В статье предложено использовать приоретизацию в сетях Wi-Fi с плотным распределением устройств. Сначала производится классификация трафика по типам, после – объединение точек доступа по группам в зависимости от обслуживаемого типа трафика. Приоритезация выполнена в два этапа – конкуренция между станциями, принадлежащими одной точке доступа, которая дифференцирует разные типы трафика с разными требованиями к задержке, и конкуренция между точками доступа в одной группе

Представлена система оперативного мониторинга электромагнитной обстановки, позволяющая адаптировать сети сотовой связи к окружающей среде по экологическим критериям и критериям электромагнитной совместимости. Рассматриваются структура и состав входных данных, обсуждаются вопросы использования универсальных средств планирования сетей сотовой связи, а также выбираются модели распространения радиоволн. В качестве инструмента обработки результатов и их визуализации применяются инструменты геоинформационных систем

Методические указания предназначены для студентов очной формы обучения специальностей 210404, 210406, 090106, 210402, 210302, 210405 служат руководством для выполнение лабораторных работ по дисциплине «Системы связи с подвижными объектами». Методические указания подготовлены на кафедре «Системы связи».

Динамика строительства сетей IMT в мире (сети UMTS/HSPA, HSPA+, LTE). Актуальность темы о соотношении технологий сотовой связи на мировом рынке обусловлена тем, что сегодня в условиях их стремительного развития операторы порой не могут четко определиться с выбором технологии и переносят акценты с одной технологии на другую. Это объясняется тем, что при наличии существенных отставаний во внедрении перспективны технологий происходит временное рассогласование, при котором одна технология не успевает еще полностью «прижиться», как на рынке появляется уже другая новая технология. Такая ситуация характерна и для России, когда речь идет о внедрении 3G/UMTS или LTE.

Сообществу операторов сотовой связи хорошо известны трудности развертывания сетей подвижной радиотелефонной связи стандарта IMT-2000/UMTS диапазона 2110–2170 МГц в центральном регионе России. Дело в том, что этот же диапазон на первичной основе используется радиоэлектронными средствами (РЭС), применяемыми для нужд государственного управления, обеспечения безопасности и обороны страны. Проводимые в последние годы мероприятия по конверсии радиочастотного спектра (РЧС) не затрагивают данные РЭС ввиду их особой важности, сложности и высокой стоимости. Задача совместного использования радиочастотного спектра при развертывании и наращивании сетей стандарта IMT-2000/UMTS может решаться только при безусловном обеспечении ЭМС за счет оптимизации пространственно-энергетических характеристик развертываемых группировок базовых станций (БС). А поскольку развертывание и наращивание сетей операторами связи происходит поэтапно, оптимизация параметров сетей всякий раз должна осуществляться заново на каждом очередном этапе с учетом изменения их структуры.

Представлен анализ возможностей использования рекомендаций CCSDS при построении отечественных космических радиолиний, предназначенных для передачи телеметрической информации, в условиях отсутствия необходимых отечественных стандартов телеметрии. Показаны преимущества и проблемные вопросы, связанные с использованием рекомендаций CCSDS в отечественной практике. Наиболее важные особенности имеющих силу рекомендаций CCSDS связаны с комплексированием методов действий над данными (сигналами) и данных (сигналов) с целью осуществления определенных функций, обеспечивающих значительные преимущества и используемых при построении космических радиолиний. Открываются хорошие перспективы получения этих преимуществ при построении отечественных космических радиолиний. Однако при этом нужно учитывать особенности российской практики построения космических радиолиний (имеются существенные отличия) и установленный CCSDS порядок использования рекомендаций CCSDS (в частности использования запатентованных технических решений)

Сапфировые диэлектрические резонаторы (СДР), используемые в малошумящих автогенераторах СВЧ для повышения добротности колебательной системы, обычно имеют вид гладкого цилиндра или диска внутри соосного металлического экрана. Поскольку высокой добротностью обладают только высшие азимутальные моды СДР, в окрестности выбранной моды существует множество дополнительных резонансов, способных нарушить нормальную работу генератора.

Сегодня ощущается недостаток информации в части обобщения опыта по созданию национальных сетей радиоконтроля, а также участия различных государств в международной системе радиоконтроля. Такая информация была бы полезна для дальнейшего совершенствования национальных систем радиоконтроля и способствовала бы обоснованию необходимых финансовых затрат на их развитие. В настоящей работе предпринята попытка хотя бы частично восполнить этот пробел.

В современных публикациях часто применяется термин «конвергенция» по отношению к технологиям, услугам, сетям, устройствам как нечто новое и перспективное. В этой связи можно напомнить, что конвергенция стала стратегическим направлением в телекоммуникациях сразу после изобретения телеграфа в XIX веке. Сегодня термин «конвергенция» зачастую используется в рекламных целях, в том числе и по отношению к системам VSAT. Подразумевается, что некая технология VSAT универсальна не только по отношению ко всем другим технологиям VSAT, но и к любым сервисам.

Рассмотрена математическая модель двухкаскадного электрогидравлического усилителя сопло-заслонка с магнитострикционным преобразователем повышенной точности в первом каскаде усиления, который может использоваться в составе типовых электрогидравлических приводов гидрофицированного технологического оборудования.

Развитие современных систем и устройств радиотехники и связи невозможно без широкого применения систем синхронизации. В статье приведен краткий обзор совместных систем фазовой и тактовой синхронизации для класса модулированных сигналов с непрерывной фазой, нашедшего в последние годы широкое применение в различных областях связи. Указаны некоторые вопросы, возникающие при использовании таких систем синхронизации.

Изложены вопросы проектирования радиоприемных устройств и их отдельных блоков на основе полупроводниковых приборов. Представлены задачи по таким темам, как входные цепи, усилители радиочастоты, преобразователи и усилители промежуточной частоты, детекторы. Рассмотрены шумовые характеристики радиоприемных устройств, а также их помехоустойчивость.

Введение: увеличение эффективности современных систем невозможно без совершенствования бинарных кодов и сигналов на их основе. Часто применяемые N-элементные бинарные коды не позволяют достигать желаемого низкого уровня боковых пиков автокорреляционной функции при вариации N в достаточно широком диапазоне. К бинарным кодам для разнообразных систем могут предъявляться дополнительные требования по чередованию знаков коэффи- циентов и наличию аналитической системы нумерации. Это важно при построении и генерации множества кодов объ- емных ансамблей, когда хранятся не коэффициенты кодов, а их номера в определенной системе исчисления. Целью работы является аналитический синтез N-элементных бинарных кодов с заданным уровнем R боковых пиков автокор- реляционной функции (R-кодов) при наличии определенных требований к чередованию коэффициентов кодов, а также разработка системы их учета. Результаты: изложена в общем виде методика решения задачи синтеза с ограничения- ми, указаны ее особенности (например, возможность преобразования совокупности неравенств в систему уравнений, причем ее первая половина используется для нахождения кодов-кандидатов на решение, а вторая — для выявления искомых решений). Даны соотношения, позволяющие найти значения кодовых последовательностей. Предложен спо- соб нумерации синтезированных кодов, базирующийся на системе полных кодов. Введено понятие авторского кода, определяющего правило чередования знаков некоторых коэффициентов R-кодов. Дана методика нахождения списков кодов с такими свойствами в предложенной системе нумерации. Представлены примеры синтеза авторских кодов с R = 3, N = 32, 33. Практическая значимость: предложенная методика и результаты синтеза могут найти приложение при построении бинарных кодов и сигналов на их основе для систем управления, связи, радиолокации, вычислительных систем и сетей. doi:10.15217/issn1684-8853.2015.1.59

Рабочая тетрадь Workbook 2 разработана для самостоятельной работы студентов с целью качественной подготовки к аудиторным занятиям при работе с мультимедийным учебным пособием English in the Digital Age, Student’s Book 2. Издание содержит разнообразные упражнения, при выполнении которых студенты закрепляют навыки, полученные во время аудиторных занятий, повторяют грамматический материал, расширяют лексический запас и развивают навыки самостоятельного поиска нужной информации в англоязычной информационно-образовательной среде.

Цель практикума заключается в систематизации базовых знаний английской грамматики для совершенствования навыков устной и письменной речи на основе материалов, соответствующих радиотехническим специальностям. В данном практикуме в каждом разделе повторение сложных грамматических явлений и структур включает в себя грамматический справочник по изучаемой теме, обширную систему грамматических упражнений и аутентичный текстовый материал для отработки изученных грамматических явлений и закрепления умения анализировать и обобщать информацию. Предлагаемый практикум разработан в соответствии с требованиями программы по иностранному языку для неязыковых вузов на кафедре иностранных языков и русского как иностранного.

В статье описана спутниковая VSAT-платформа ИСТАР, аппаратная и программная части которой полностью созданы отечественными разработчиками.

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 данной статье рассмотрены инновационные решения в области использования потенциала проводного радиовещания в рамках предоставления универсальной услуги связи.

Решается задача оценивания пространственных координат рельефа земной поверхности в бортовой доплеровской системе формирования 3D-радиовидения

В статье предложен адаптивный подход к распределению информационных блоков по каналам передачи данных, которые имеют в общем случае различную пропускную способность. Такой подход, названный RateBalance, реализован в виде дополнительного режима драйвера объединения каналов операционной системы GNU/Linux.

Изложены принципы проектирования электронных средств различного назначения. Рассмотрены вопросы выбора и обоснования метода конструирования и электрического монтажа электронных средств. Даны необходимые конструкторские расчеты. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Постановка проблемы: при обнаружении групповых надводных и воздушных целей, прикрытых действующими в составе групп постановщиками активных помех, определение координат целей с помощью бортовых активных ра- диолокационных станций РЛС имеет недостаточную эффективность. Одним из путей решения задачи в этих условиях является использование в бортовых системах радиотехнического наблюдения отраженных сигналов РЛС противника, работающих в районе конфликта, в качестве источника электромагнитной энергии, подсвечивающей при своей работе в штатном режиме соседние цели. Цель исследования: количественное определение условий применения в пассив- ных бортовых системах радиотехнического наблюдения переотраженных сигналов конкретных типов РЛС корабельного и авиационного базирования, при которых обеспечивается определение координат целей, составляющих группу. Методы: получение соотношений, связывающих дальности между конфликтующими объектами с погрешностями опре- деления координат целей, техническими характеристиками излучателей, эффективных поверхностей рассеивания целей и приемным потенциалом бортовой системы радиотехнического наблюдения. Результаты: построены семейства кривых для оперативной оценки возможностей применения в станциях радиотехнического наблюдения режима приема переот- раженных сигналов, когда в условиях интенсивного применения противником средств радиоэлектронного подавления, при котором определение координат объектов затруднительно или вообще невыполнимо, возможно при использовании «посторонниx» РЛС скрытное определение дальностей до них с требуемой точностью в достаточно широком диапазоне условий. Выбор условий включает, прежде всего, определение приоритетного ряда подсвечивающих РЛС по параметрам обнаружения объектов, критерием выбора является максимум произведения дальностей Rd (от наблюдателя до РЛС «под- света» и от наблюдателя до объекта), когда обеспечивается прием сигналов с заданной вероятностью. Вторым условием выбора типа РЛС является вероятность получения информации о координатах объекта с заданной точностью. Приведены соотношения и примеры графиков, с помощью которых определяются величины сомножителей в произведении Rd.

В статье приведен обзор технологий сверхширокополосной коммерческой радиосвязи. Рассмотрены способы осуществления радиосвязи в сверхширокой полосе. Особое внимание уделено технологии импульсной радиосвязи.