Аппаратура и методы радиосвязи. Радиоэлектронная аппаратура. Радиодетали

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.

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

В учебном пособии представлены материалы лекций и лабораторный практикум по дисциплине «Методы математического и компьютерного моделирования элементов и устройств инфокоммуникационных систем». Учебное пособие подготовлено в рамках проекта «Разработка нового учебного курса "Методы математического и компьютерного моделирования элементов и устройств инфокоммуникационных систем"» - победителя грантового конкурса для преподавателей магистратуры 2022/2023 Стипендиальной программы Владимира Потанина.

Пособие содержит базовые сведения, позволяющие создавать и анализировать аналоговые схемы в среде MICRO-CAP 9. Материал поделен на четыре темы: набор схем в редакторе MICRO-CAP 9, с использованием большой библиотеки современных компонентов; анализ схем в статическом режиме, в том числе определение рабочих точек на входных и выходных вольт-амперных характеристиках усилительных элементов; анализ схем по переменному току на примере пассивных фильтров и аналоговых усилителей; анализ схем в импульсном режиме; изучение статистического метода Монте-Карло. Контрольные задания по темам представлены в 15 вариантах. Каждая тема начинается с изложения теории рассматриваемого вопроса в таком объеме, который позволяет решать приведенные задачи, не обращаясь к дополнительным источникам.

В учебном пособии рассмотрены вопросы анализа обнаружителей сигналов при проведении лабораторного практикума по курсу «Радиотехнические системы передачи информации». Предназначается для студентов специальностей 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы», 11.05.02 «Специальные радиотехнические системы» и 11.05.04 «Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи» дневной и дистанционной форм обучения, а также специалистов, повышающих квалификацию в центрах переподготовки кадров.

Методические указания посвящены основным физическим принципам определения углового местоположения источников электромагнитного излучения. Приводятся общие положения амплитудных и фазовых методов радиопеленгации. Рассмотрены их основные параметры и характеристики. Кратко представлены структурные схемы обработки сигналов в зависимости от выбранного метода анализа.

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

Изложены положения теории надежности и даны рекомендации по решению прикладных задач определения количественных показателей надежности радиоэлектронной аппаратуры.

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

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.

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.

На основе обобщения корпускулярной и волновой теорий предложено авторское понимание природы электромагнитного излучения на базе введения новых характеристик фотонов как элементов, которые своим присутствием формируют электромагнитное поле. Использование микроструктуры поля позволило построить совмещённые с системой СИ обобщающие матричные формы квантитативных характеристик простых элементов электромагнитного поля (фотонов); ввести траекторию и луч как элементы микроструктуры поля, представленные дуальными числами; сформировать понятие «геометрический каркас электромагнитного поля»; выполнить расчёт физических характеристик микроструктуры поля в едином пространстве-времени распространяющегося электро-магнитного излучения; представить микроструктуру электромагнитного поля в пирамидальной рупорной антенне. Основное назначение приведённой теории - выполнить единое математическое представление взаимодействия между фотоном внешнего электромагнитного поля и орбитальным электроном материала, способного поглощать внешнее электромагнитное излучение.

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.

Издание посвящено теории антенн и соответствует программе изучения дисциплины «Устройства СВЧ и антенны». В первой части рассмотрены основы теории антенн, вопросы анализа характеристик излучения антенн, методы расчёта параметров антенн, даны краткие сведения о распространении радиоволн, описаны компьютерные программы, используемые для анализа антенн, приведены примеры их применения. Даны контрольные задания и задачи, рекомендации по их решению и оформлению.

В данном учебнике рассмотрены физические процессы, происходящие при распространении радиоволн вблизи поверхности и в атмосфере Земли. Особое внимание уделено описанию физических процессов, происходящих в линиях передачи энергии СВЧ-диапазона. Подробно изложены в теоретическом и практическом плане конкретные типы согласующих устройств, которые применяются в прямоугольных волноводах, коаксиальных линиях для обеспечения передачи максимальной мощности в нагрузку.

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.

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.

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

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).

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.

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.

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.

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

Представлена реализация высокоскоростного блока быстрого преобразования Фурье на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) в специализированном формате FP27. Рассмотрены формат с плавающей точкой FP27 и математические операции в нем. Приведена реализация ядра БПФ на примитивах последних семейств ПЛИС фирмы Xilinx. Проведены моделирование, синтез и размещение проекта, показаны основные преимущества и недостатки реализации.

Предложен эффективный алгоритм определения взаимной временной задержки распространения сигналов в спутниковых сверхширокополосных системах связи с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDM). Алгоритм основан на модификации расчета взаимной функции неопределенности сигналов для компенсации эффекта Доплера. Прямое вычисление взаимной функции неопределенности сверхширокополосных сигналов не позволяет дать состоятельную оценку взаимной временной задержке вследствие влияния эффекта доплеровского расширения спектральной полосы. Представленный в работе алгоритм основан на разбиении принимаемых сигналов на отдельные узкополосные каналы и последующем вычислении взаимных функций неопределенности в этих каналах. Проведено сравнение работы алгоритма на OFDM-сигналах и сигналах с псевдослучайной скачкообразной перестройкой рабочей частоты

Предложены многомерные созвездия квадратурных амплитудно-модулированных (КАМ) сигналов, каждый символ которых состоит из блока КАМ-символов, несущих один и тот же объем информации и которые составлены из символов различающихся одномерных созвездий более высокого порядка (в отличие от простой одномерной модуляции, где каждый КАМ-символ несет свою индивидуальную информацию). Синтезированы многомерные созвездия КАМ-сигналов на основе алгоритма оптимизации по критериям повышения энергетической и (или) спектральной эффективности систем передачи цифровой информации. Оценены характеристики помехоустойчивости предложенных сигналов на основе аналитических расчетов и имитационного моделирования. Получены соотношения, позволяющие рассматривать технологию FTN (Faster-than-Nyquist, передача со скоростью выше скорости Найквиста) как частный случай многомерных созвездий КАМ-сигналов. Показано, что полученные сигналы дают энергетический выигрыш по отношению к традиционным одномерным сигналам, в частности, обеспечивается работоспособность при меньших значениях отношения сигнал/шум, чем для сигналов двоичной фазовой манипуляции

Современные требования к системам спутниковой связи по помехоустойчивости и скорости передачи информации приводят к необходимости применять сигналы со сложными видами модуляции и высокой спектральной эффективностью. Как правило, используемые цифровые сигналы характеризуются непостоянной амплитудой, например, при скруглении огибающей низкочастотного модулирующего колебания по Найквисту. Для широкополосных передающих каналов предъявляются повышенные требования к обеспечению линейности тракта при большом пик-факторе сигнала на входе усилителя, в частности для широкополосных передатчиков и широкополосных усилителей мощности (УМ). Для осуществления линеаризации характеристики нелинейного УМ наиболее простой и эффективной является технология ввода предыскажений.

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.

В статье предложена методика оценки изменений мощности в рассогласованной нагрузке и КПД широкополосных усилителей с различной формой усиливаемых сигналов с учетом влияния на эти параметры электрической длины передающего тракта.

Оценено влияние эффектов АМ/ФМ-преобразования при использовании нелинейных УМ в бортовой аппаратуре на характеристики ретранслированного сигнала 4ФМ. Приведены количественные оценки влияния нелинейности УМ передатчика ретранслятора на достоверность приема сигнала земной станцией, а также искажения спектра группового сигнала на выходе нелинейного усилителя с амплитудно-фазовой конверсией. В качестве метода исследования использовано имитационное моделирование.

Рассматриваются вопросы радиочастотного контроля, проводимого в целях обеспечения информационной безопасности предприятий. Экспериментальные исследования электромагнитных излучений анализируются применительно к решению задач обнаружения сигналов, несущих конфиденциальную информацию. С помощью статистических методов осуществлена обработка сигналов базовых станций сотовой связи. Показано, что при определенных значениях частотного разрешения приемной аппаратуры квадратурные составляющие комплексного спектра анализируемых сигналов имеют гауссовское распределение.

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

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

Представлены результаты разработки распространения переменного вихревого тока в однопроводной линии передачи. Приведено теоретическое и экспериментальное доказательство того, что однопроводные линии можно использовать для передачи, как энергии, так и аудиоинформации. Показано, что распространение электрического тока в однопроводной линии происходит в соответствии с законами классической физики, вихревым способом в виде замкнутых колец

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.

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

В статье предлагается метод повышения устойчивости сигнально-кодовых конструкций c OFDM к влиянию нестабильностей опорных генераторов приемной аппаратуры, основанный на использовании в качестве сигнального базиса при формировании канальных сигналов, собственных векторов субполосных матриц со значением собственных чисел, близких к единице. С использованием компьютерного моделирования показано, что применение предлагаемого подхода позволяет повысить устойчивость к влиянию частотного джиттера опорного генератора на 2,5 дБ по сравнению с OFDM-сигналами, построенными на основе базиса Фурье.

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.

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

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.

Предложен способ расчета комплексного цифрового полосового фильтра с параллельной структурой по значениям нулей и полюсов нормированного НЧ-прототипа. Параллельная структурная схема удобна при реализации комплексных цифровых полосовых фильтров на базе программируемых логических интегральных схем. Передаточная функция НЧ-прототипа может быть представлена в виде суммы дробно-рациональных функций первого порядка с комплексными коэффициентами, тогда, используя метод обобщенного билинейного преобразования, можно вычислить передаточную функцию ФНЧ в виде суммы передаточных функций цифровых звеньев первого порядка с комплексными коэффициентами. Каждое слагаемое реализовано в виде предлагаемой обобщенной канонической структурной схемы, которые затем соединяются параллельно с помощью сумматора. При преобразовании структурной схемы ФНЧ в структурную схему полосового фильтра блоки задержек в цифровых звеньях следует заменить на комплексные задержки, сохранив структурную схему цифрового звена. Приведен пример расчета комплексного цифрового фильтра с параллельной структурной схемой с использованием нормированного НЧ-прототипа Чебышева второго рода (инверсный). Полученные структурные схемы фильтра нижних частот и полосового комплексного фильтра промоделированы в среде схемотехнического моделирования Micro-Cap. Результаты моделирования подтвердили работоспособность предлагаемого способа расчета комплексного цифрового полосового фильтра. Использование комплексных задержек позволяет осуществлять перестройку центральной частоты комплексного полосового фильтра высокого порядка путем синхронного изменения двух совпадающих коэффициентов во всех комплексных задержках. Такая возможность подтверждена соответствующими результатами схемотехнического моделирования. Предложенный способ расчета позволяет использовать НЧ-прототипы различного порядка и вида, в том числе и содержащие нули

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.

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

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.

Приведен порядок действий при разработке конструкции радиоустройства в виде печатного узла для заданной электрической принципиальной схемы в системе проектирования печатных плат P-CAD. Последовательно изложены шаги по преобразованию заданной схемы; выбору элементной базы; разработке в P-CAD библиотеки электрорадиоэлементов (ЭРЭ), электронного варианта схемы; по размещению ЭРЭ на основании печатной платы и трассировке электрических соединений. Даны рекомендации по оформлению итогов работы и по планированию самостоятельной работы студента при поэтапном выполнении домашнего задания.

Монография посвящена исследованию полосы преобразования терагерцовых смесителей на эффекте электронного разогрева в NbZr, NbN и в одиночном гетеропереходе AlGaAs/GaAs. Дан обзор современных приёмников миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн, а также обзор работ, посвященных исследованию явления электронного разогрева. Приведено описание HEB-смесителей на основе тонких пленок NbN, NbZr и на основе 2DEG гетероструктуры AlGaAs/GaAs. Рассматривается методический аспект проведенных экспериментов с описанием используемых экспериментальных установок. Представлены результаты исследований частотных характеристик HEB смесителей на основе плёнок NbN и микромостиков NbZr, нанесенных на подложки из сапфира.

Подробно рассмотрены особенности моделирования раскрытия крупногабаритных солнечных батарей (СБ) космических аппаратов и экспериментальной отработки их раскрытия. Приведены однофазные и многофазные схемы раскрытия СБ и модель установки элементов конструкции СБ на упоры и фиксаторы. Дан пример расчета трех кинематических схем раскрытия СБ.

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.

Методические указания предназначены для студентов очной формы обучения специальностей 210404, 210406, 090106, 210402, 210302, 210405, 210700, 230100, 230400 служат руководством для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Системы связи с подвижными объектами». Методические указания подготовлены на кафедре «Системы связи».

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».