Аппаратура и методы радиосвязи. Радиоэлектронная аппаратура. Радиодетали

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

Методы радионавигационных измерений. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Изложены вопросы, связанные с оценкой влияния на работоспособность РЭС климатических факторов, а также методы защиты РЭС от вредного воздействия повышенных влажности и температуры окружающей среды. Рассмотрены методы защиты РЭС от ионизирующих излучений и помех различной природы возникновения.

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.

Единая система спутниковой связи (ЕССС) в России, разработанная к концу 1980-х годов, обладала высокой пропускной способностью, помехозащищенностью и помехоустойчивостью. Все это было достигнуто за счет введения многостанционного доступа с кодовым разделением сигналов при многократном увеличении базы сигнала, использования псевдослучайной перестройки рабочих частот (ППРЧ) в высокочастотном диапазоне (40/20 ГГц) при пространственной селекции сигналов с применением бортовых антенн спутников. Центральный узел спутниковой связи (ЦУСС) разрабатывался в НИИ-129 (ныне ОАО «МНИРТИ») [1] и предназначался для координации и управления разветвленной сетью стационарных и подвижных земных спутниковых станций различного назначения.

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.

Проведен анализ методов скользящего среднего и скользящей медианы, широко используемых для построения эмпирических моделей при прогнозировании оптимальных рабочих частот (ОРЧ). Показаны причины получаемых при этом искажений. Изложены методические основы обработки результатов дискретных наблюдений, разработанные для проведения прогнозирования в оперативном режиме значений ОРЧ для выделенного канала радиосвязи. На основе метода цифровой экстраполяции предложен метод прогнозирования данных наблюдений. Приведены условия экстраполируемости реального процесса. Разработан комплекс программ для реализации прогноза ОРЧ в реальном масштабе времени

Рассматриваются вопросы расчета и конструирования печатных двухдиапазонных директорных антенн с возбудителями дипольного вида, питаемыми на их удаленных клеммах. В ходе исследований получены новые расчетные соотношения для определения входных импедансов антенн данного семейства, позволяющие связать размеры печатных фрагментов и расстояния между ними с требуемым входным коэффициентом стоячей волны напряжения (КСВН). Анализ результатов проектирования и экспериментальных исследований показал, что предлагаемые двухдиапазонные директорные антенны характеризуются достаточным для практического применения качеством согласования в каждом из двух несмежных поддиапазонов частот при хорошей форме обеих пространственных диаграмм направленности.

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.

В книге представлен практический опыт радиомонтажных работ в современных реалиях — для конструирования и изготовления радиоэлектронных устройств (РЭУ) широкого назначения. Представлены современные макетные платы, различные технологии изготовления печатных плат, в том числе многослойных, инструментарий монтажника, особенности поиска ошибок в монтаже и неисправностей РЭУ. Радиотехнический монтаж электронных узлов и деталей в домашней лаборатории (дома) подчас сопряжен с трудностями, вызванными отсутствием технологической оснастки, ограничениями в выборе материалов, недостатком опыта радиолюбителя. Предлагаемые читателю простые и доступные рекомендации, изложенные ниже, актуальны не только непосредственно в радиоэлектронике, но и во вспомогательных монтажных работах, без которых в практической деятельности не обойтись.

В пособии представлен программный комплекс цифрового моделирования в режиме реального времени характеристик заметности целей в лазерных и инфракрасных локационных системах. Рассмотрены статистические, структурные и алгебраические методы, методики и алгоритмы формирования цифровых моделей отражательных и излучательных характеристик 3D-объектов в системах оптической локации. На основе современных методов интеллектуального анализа данных предложено решение важных практических задач сжатия информации, полученной в результате имитационного цифрового моделирования, а также формирования информативных признаков для распознавания и классификации целей. Комплекс гарантирует требуемую адекватность получаемых данных и позволяет заменить дорогостоящие полигонные измерения универсальным и гибким вычислительным экспериментом.

Обзор развития приводного радиовещания в СССР и о новых направлениях его развития с учетом современных технологий.

Радиосвязь на радиотрассах в декаметровом диапазоне частот (1,5–30 МГц) осуществляется с отражением от слоев ионосферы. Свойства ионосферы не являются статичными, в течение суток они постоянно изменяются. Имеются и сезонные трансформации ионосферы. В связи с этим в течение суток изменяются максимально применимые частоты (МПЧ), оптимальные рабочие частоты (ОРЧ) и наименьшие применимые частоты (НПЧ). Для обеспечения надежной радиосвязи заданного качества требуется учитывать состояние ионосферы как при планировании радиосвязи, так и в ходе повседневной деятельности независимо от ведомственной принадлежности радиотрасс. Необходимость знать текущее состояние ионосферы резко возрастает в случаях резких колебаний параметров ионосферы при магнитных возмущениях, обусловленных активностью Солнца.

Разработан способ определения длительности суперфрейма обратного канала спутниковой сети стандарта DVB-RCS, обеспечивающий эффективное использование выделенной сети частотной полосы. Основное отличие разработанного способа от известных ранее заключается в определении длительности суперфрейма, позволяющее сократить время на процедуру формирования частотно-временного плана и нахождения пакетных данных в буфере спутникового терминала

Предложен метод приоритезации в сетях IoT с плотным распределением устройств. На первом этапе предлагается организовать конкурентный доступ устройств IoT к точке доступа, исходя из свойств генерируемого ими трафика. На втором этапе производится разделение точек доступа по группам в зависимости от обслуживаемого типа трафика и организуется конкуренция между точками доступа в одной группе

Сегодня широкий круг задач, связанных с военной, промышленной и коммерческой техникой, решается с помощью сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). К таким задачам можно отнести: обнаружение и оценку параметров движения объектов, распознавание космических тел, физические измерения. ЛЧМ-сигналы (ЛЧМС) применяются также в измерительной технике и системах передачи информации.

Проблема качества передачи речи через технологически неоднородную среду имеет много аспектов. В данной статье особое внимание уделено двум важнейшим факторам ухудшения качества речи при преобразованиях аналог-цифра и цифра-аналог: искажениям квантования и временной задержке.

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

Работа посвящена проектированию директорных антенн, которые могут быть использованы как отдельно установленные самостоятельные антенны, так и как новая элементная база активных фазированных антенных решеток. Основой этих антенн являются возбудители дипольного вида, питаемые либо на удаленных концах, либо одном удаленном и одном смежном конце. При этом только один излучатель из всего ансамбля является активным, т. е. питаемым от генератора несимметричным (коаксиальным) кабелем, либо фланцем стандартного волновода. Разработка компоновочных схем антенн ведется с позиций современных тенденций и воззрений и опирается на интегральные соотношения метода наводимых электродвижущих сил. Все результаты, получение которых описано в работе, поддерживаются публикациями в центральных и региональных научно-технических журналах и сборниках по радиотехнике и электронике.

Представлены результаты исследований экранирующих свойств типичных кабелей, применяемых на различных объектах для передачи информации и управляющих сигналов. Появление электромагнитных помех высокого уровня в таких цепях может привести с серьезным нарушениям в технологическом процессе. Расчетные методы не дают достаточно точных значений помех при воздействии на кабели импульсных и периодических магнитных полей. Предложенная методика экспериментального определения в лабораторных условиях коэффициентов ослабления электромагнитного поля проста и позволяет получить достоверные результаты.

Предложен способ формирования запроса динамического резервирования пропускной способности частотно-временного плана суперфрейма, обеспечивающий эффективное использование ресурса выделенного спутниковой сетью интерактивного доступа

Анализ и синтез сигналов специальной формы. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Рассмотрены особенности наблюдения Земли из космоса через турбулентную атмосферу. Предложена преддетекторная адаптивная компенсация случайных наклонов волнового фронта, обусловленных турбулентностью атмосферы. Исследована оптическая передаточная функция (ОПФ) и разрешающая способность системы ДЗЗ с адаптивной компенсацией случайных наклонов волнового фронта. Для телескопа с кольцевой апертурой исследована зависимость ОПФ от степени экранирования кольцевой апертуры и показаны преимущества системы ДЗЗ с адаптивной компенсацией случайных наклонов волнового фронта перед системой без адаптации.

Рассмотрены основные особенности систем спутникового широкополосного доступа для аэромобильных абонентов. Применительно к созданию перспективной отечественной аэромобильной станции Ка-диапазона. работающей с отечественными спутниками высокой пропускной способности, проведен анализ энергетического потенциала и отношения сигнал/ шум, определяющего достижимую скорость передачи информации в прямой линии при использовании стандарта DVB-S2X

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.

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

Исследованы вопросы выбора ансамблей псевдослучайных последовательностей (ПСП) разного объема для формирования шумоподобных сигналов (ШПС) в системах связи множественного доступа с кодовым разделением (МДКР). Системам МДКР свойственны взаимные и собственные помехи. Взаимные помехи возникают при поступлении на приемник системы радиосигнала, модулированного «чужой» ПСП, собственные — при запаздывании радиосигнала, модулированного ПСП, относительно его копии в приемнике. Уровни помех определяются значениями, которые принимают взаимнокорреляционные функции (ВКФ) и боковые лепестки автокорреляционных функций (АКФ).

Предлагается метод синтеза оптимальной динамической организационной структуры функциональной организационно-технической системы на основе решения целочисленной задачи дискретной оптимизации ограниченного ресурса интеграционных связей различных органов управления взаимодействующих организационно-технических систем в процессе выполнения ею поставленных задач в конфликте с одной или несколькими конкурирующими системами. Метод базируется на теории исследования операций, методе построения последовательности решений и приближенном методе последовательного назначения единиц ресурса

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

В статье рассматривается функционирование методов радиопеленгации в системе кольцевых и концентрических антенных решеток, основное внимание уделено проблеме появления ложных пиков на пеленгационном рельефе кольцевых и концентрических антенных решеток при радиопеленгации методом MUSIC со сверхразрешением

Актуальность и цели. Одним из наиболее распространенных методов определения координат источника радиоизлучения в пассивных системах местоопределения является разностно-дальномерный метод. В качестве навигационного параметра разностно-дальномерного метода используется разность расстояний от источника до разнесенных в пространстве синхронизированных приемников, определяемая по взаимной временной задержке принятых сигналов. Определение координат источника излучения производится на основе решения системы нелинейных уравнений и требует значительных вычислительных затрат. Применение разностно-дальномерного метода в спутниковых системах местоопределения связано с необходимостью измерения навигационных параметров в условиях изменения частотных характеристик принятых сигналов вследствие влияния эффекта Доплера, возникающего при распространении сигнала в спутниковой системе, и низкого отношения сигнал/шум. Основной целью работы является повышение вычислительной эффективности метода определения координат источника радиоизлучения разностно-дальномерным методом, что достигается за счет начальной оценки координат, полученной из решения линеаризованной системы уравнений, и применения вычислительно эффективного алгоритма определения взаимных временных задержек принятых сигналов при наличии доплеровского смещения спектров сигналов в условиях низкого отношения сигнал/шум Материалы и методы. Результаты, представленные в работе, получены путем компьютерного моделирования обработки сигналов в пассивной спутниковой системе местоопределения источника излучения на процессорах общего назначения и с использованием технологии распараллеливания вычислений на графических процессорах. Результаты. Разработан алгоритм местоопределения источника излучения, использующий начальную оценку координат источника на основе решения линеаризованных уравнений разностно-дальномерного метода для применения в спутниковой системе местоопределения. Исследованы характеристики предложенного алгоритма. Выводы. Показано, что при использовании предложенного подхода достигается значительный прирост производительности расчета координат источника радиоизлучения. Важной особенностью предложенного алгоритма является возможность его использования при обнаружении и определении местоположения источников радиоизлучения в режиме реального времени.

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.

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.

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

с учётом различий в законах распределения обрабатываемой статистики сигнала и шума получены выражения для оценки параметров рабочих характеристик поиска. Приведены значения порогового уровня решения в зависимости от требуемых показателей качества поиска в условиях априорной неопределённости «окна» распознавания

В статье предлагается метод повышения помехоустойчивости сигнально-кодовых конструкций c OFDM, основанный на использовании в качестве сигнального базиса при формировании канальных сигналов собственных векторов субполосных матриц со значением собственных чисел, близких к единице. Показано, что его применение позволяет повысить устойчивость к влиянию флуктуационных, узкополосных и импульсных помех в 2 раза по сравнению с OFDM сигналами, построенными на основе базиса Фурье

Проведены исследования радиофизических характеристик образцов Ni-Zn-ферритовых радиопоглощающих материалов, полученных по различным технологическим режимам. Установлено влияние микроструктуры на радиофизические характеристики испытуемых материалов.

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 статье рассматривается задача различения неортогональных сигналов с многопозиционной фазовой и амплитудно-фазовой модуляцией на фоне гауссовских помех. В качестве решающего правила выбран критерий максимального правдоподобия. При теоретическом анализе вероятностей ошибок решающего правила возникают многомерные нормальные интегралы с вырожденной корреляционной матрицей. Поскольку вычисление таких интегралов не разработано, на практике применяются или оценки вероятности ошибок в виде границ сверху, или эвристические приемы для некоторых частных случаев. Применение метода Монте-Карло для нахождения вероятностей ошибок в этом случае является нетривиальной задачей, поскольку формирование многомерных нормальных векторов, использующее разложение Холецкого вырожденной корреляционной матрицы, невозможно. В данной работе предложен способ вычисления многомерных нормальных интегралов с вырожденной корреляционной матрицей. Расчеты основаны на методе возмущения корреляционной матрицы системы сигналов и интегрировании обобщенных функций. Эта процедура может производиться путем возмущения собственных значений корреляционной матрицы или путем возмущения созвездия сигналов. Метод возмущений вырожденной корреляционной матрицы позволяет вычислять многократные нормальные интегралы любой кратности. Результатом расчетов могут быть как точные аналитические формулы, так и первые приближения быстро сходящихся рядов. В качестве примера для систем с 2- и 4-позиционной фазовой модуляцией получены точные аналитические выражения для вероятностей ошибок, совпадающие с выражениями, полученными другими методами.

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

Предложен новый алгоритм решения задачи оптимальной маршрутизации по критерию средней задержки, основанный на применении к информационным сетям законов Кирхгофа. Алгоритм не требует обязательного использования производных целевой функции, поэтому является весьма удобным для распределенных реализаций. Приведен пример использования алгоритма для сети простой топологии и произведено сравнение полученных результатов с теоретическими расчетами. Показано, что применение алгоритма для оптимизации сети требует небольшого числа итераций, обеспечивая при этом точность в десятые доли процента

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

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.

Рассматриваются этапы проектирования двухдиапазонных антенн дипольного вида с концевым питанием несимметричными источниками сверхвысокочастотного гармонического напряжения. Основное внимание сосредоточено на ключевых вопросах эскизного проектирования высокой степени готовности, не нашедших должного освещения в учебно-методической литературе последних лет. При этом широко используется модифицированный метод наводимых электродвижущих сил, позволяющий решать задачи как для вытянутых объёмных цилиндрических проводников, так и для печатной полосковой реализации последних. Представлены процедуры пошагового формирования алгоритмов оценивания излучательных характеристик спроектированных антенн, приводятся материалы для составления ФОРТРАН- программ или на других алгоритмических языках нелинейной параметрической оптимизации геометрических размеров излучательной части печатных топологий антенн. Подробно описываются особенности и конструктивно-технологические ограничения, характерные для ключевых этапов эскизного проектирования упомянутых антенн для радиотехнических и инфокоммуникационных систем с линейной поляризацией излучаемых радиоволн.

Целью данного пособия является учебно-методическое обеспечение системы образования Новосибирского государственного технического университета. Пособие содержит англоязычные тексты по специальным тематикам, затрагивающим различные радиоэлектронные системы и комплексы, а также разработанный на их основе комплекс заданий, ориентированных на взаимосвязанное формирование умений иноязычного чтения, письма и говорения в контексте английского для профессиональных целей. Пособие также включает дополнительные задания по развитию навыков перевода и говорения.

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.

Получены зависимости, связывающие частоту дискретизации входного аналогового сигнала с параметрами входного согласующего фильтра низких частот (ФНЧ) в виде последовательно соединенных аналогового и цифрового ФНЧ

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

В статье анализируются причины, которые могут привести к сокращению зон обслуживания передатчиков цифрового телевидения по сравнению с аналоговым вещанием. Показана возможность увеличения зон охвата при применении приемных устройств с надлежащими техническими характеристиками. Рассмотрены альтернативные варианты планирования наземных сетей в зависимости от конкретных условий.