Аппаратура и методы радиосвязи. Радиоэлектронная аппаратура. Радиодетали

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.

Третья часть курса "Теоретические основы радиотехники" знакомит читателя с методами исследования взаимодействия детерминированных и случайных сигналов с линейными и нелинейными радиотехническими цепями, устройствами и системами. Рассмотрены прохождение сигналов и шумов через частотно-избирательные цепи, принципы усиления, детектирования, параметрического усиления колебаний; цепи с обратной связью и автоколебательные системы (автогенераторы). Рассмотрены принципы фильтрации сигналов, в том числе - основы оптимальной фильтрации.

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.

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

Энергетический расчёт гидроакустического канала связи распадается на ряд взаимосвязанных этапов: выбор рабочей частоты линии связи; выбор гидроакустических антенн; определение акустической мощности сигнала. При выборе рабочей частоты систем гидроакустической связи необходимо учитывать частотную зависимость параметров гидроакустического сигнала. Рабочую частоту следует выбирать из двух условий: получение минимальной излучаемой мощности и обеспечение максимальной пропускной способности при прочих равных условиях. Важным параметром, характеризующим эффективность антенны в режиме излучения, является удельная мощность, равная отношению активной акустической мощности, излучаемой преобразователем, к площади его колеблющейся поверхности. Характеристики направленности антенн в значительной степени будут определять энергетический потенциал линии связи и, следовательно, дальность связи при жестком ограничении в энергопотреблении от автономных источников питания на донной станции. В свою очередь, энергопотребление аппаратуры при ограниченной энергоемкости источников питания будет определять продолжительность работы автономных донных станций без подъема для замены источников питания. Чем выше направленные свойства передающей и приемной антенн, тем выше энергетический потенциал линии связи. Но с улучшением направленных свойств антенн будет уменьшаться ширина характеристики направленности и, следовательно, угол пространственного обзора, что приведёт к уменьшению зоны связи на поверхности воды и соответствующему уменьшению дальности связи. Проведено сравнение серийно выпускаемых гидроакустических антенн 1D1 и СКОЛ-2000Р. Расчеты позволяют сделать вывод о целесообразности использования в составе гидроакустических систем связи антенн СКОЛ-2000Р, т. к. для обеспечения одинакового качества передачи цифровой информации мощность, подводимая к антенне 1D1, должна быть в 75 раз больше мощности, подводимой к антенне СКОЛ-2000Р.

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.

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.

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

Представленный в методических указаниях учебный материал предназначен для обучения студентов различным видам чтения. Тексты, заимствованные из современных научных журналов, отражают передовые достижения в области радиосвязи, перспективы новых технологий беспроводной связи, принципы работы радиоприемников, радиопередатчиков, мобильных телефонов и других беспроводных устройств. Рассмотрены также различные виды антенн, принцип их действия, их сходство и различия. Задания на составление плана изложения текста подготавливают студентов к более осмысленному извлечению информации из научных источников, создают базу для развития умения писать аннотации и рефераты к научным статьям. Грамматические упражнения позволяют повторить грамматический материал, вызывающий наибольшие трудности при переводе. Содержание и лексическое наполнение грамматических упражнений также связаны с технологиями беспроводной связи и системами коммуникации.

Повышение эффективности использования РЧС связано, в том числе, с обеспечением возможности совместной работы в общей полосе частот радиосистем разного назначения. В статье рассмотрена возможность совмещения в общей полосе частот сетей мощных станций цифрового вещания и станций, входящих в дополнительную сеть.

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.

Представлены методические разработки к лабораторным работам по исследованию характеристик антенн, антенных решеток.

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

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.

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

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.

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

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.

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.

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.

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

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.

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

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

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

Введение: применение многопозиционных радиолокационных систем требует наилучшего, с точки зрения до- стижения заданных значений показателей качества, взаимного расположения их элементов. Для решения этой задачи необходимо оптимизировать пространственную структуру системы, предварительно определив и задав критерий оптимальности. Цель: поиск оптимального варианта размещения элементов многопозиционной радио- локационной системы с некооперируемым источником подсвета, который обладает наилучшим значением пока- зателя качества из заданного конечного количества вариантов пространственной структуры. Результаты: методом полного перебора получен алгоритм оптимизации пространственной структуры многопозиционной радиолокацион- ной станции. Определено количество вариантов и получены результаты оптимизации пространственной структуры многопозиционной радиолокационной системы с некооперируемым источником подсвета и двумя приемными по- зициями. При этом определены точки местоположения приемных пунктов, обеспечивающие максимальное значе- ние целевой функции — площади сечения рабочей зоны при заданных ограничениях и для различных высот полета целей. Эффективность использования алгоритма оценена значением коэффициента увеличения площади рабо- чей зоны.

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

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).

В сотовых системах связи одним из важнейших является вопрос поддержания в период функционирования системы заданных параметров качества обслуживания (QoS). В число таких параметров входит вероятность отказа в предоставлении канала. В отличие от стационарных систем связи сотовые системы формируют отказ абоненту в предоставлении канала не только из-за всевозможных каналов, но и в результате обрыва соединения (DropCallRate), возникающего по двум причинам [1]: из-за выхода абонента из зоны обслуживания и его попадания в зону «радиотени» или замирания сигнала.

Рассматриваются системы доступа массового обслуживания с потоками заявок, характерными для современных мультисервисных сетей связи. Получено обобщение формулы Хинчина-Поллячека. Приведено сравнение реального трафика с пуассоновским. Показано определяющее влияние корреляционных свойств потоков на размеры очередей

Рассматриваются принцип действия, конструктивные особенности и направления развития приборов МСУ-ГС, предназначенных для эксплуатации в составе геостационарных метеоспутников «Электро-Л» № 1 и № 2. Созданная аппаратура обеспечивает полный обзор полушария Земли за 5 мин с периодичностью до 15 мин. Наблюдение поводится в десяти спектральных каналах. Три диапазона видимой области спектра с пространственным разрешением в надире 1 км и семь каналов инфракрасного диапазона с пространственным разрешением 4 км.

Постановка проблемы: в настоящее время для определения координат человека на плоскости используется автономная навигационная система, куда входят трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп. Недостатком данной системы является накопление со временем ошибки информации, поступающей от составляющих системы за счет неучтенных систематических погрешностей. Эту ошибку невозможно компенсировать без дополнительного внешнего источника информации. Цель: исследовать возможность адаптации алгоритмов обработки инерциальной системы определения координат с использованием данных от внешнего источника и разработать алгоритм комплексирования информации в целях компенсации ошибок при позиционировании человека на местности. Результаты: показана возможность и предложен метод комплексирования информации от автономной инерциальной навигационной системы и внешнего независимого источника информации, в качестве которой выступает информационный сигнал от биомеханической модели движения пешехода. Метод представлен в виде двух алгоритмов. Первый алгоритм реализован в виде разомкнутой схемы, при котором структура инерциальной системы не меняется; второй — в виде замкнутой схемы с обратной связью, при этом структура инерциальной системы меняется, однако она более устойчива к изменению предположений, принятых при синтезе предложенных алгоритмов. Практическая значимость: высокоточное определение координат человека на местности необходимо во многих ситуациях, в частности, при проведении спасательных работ сотрудниками МЧС.

Представлены методические разработки к 2 лабораторным работам по математическому моделированию антенн СВЧ.

Данный справочник представляет собой исчерпывающий обзор систем RFID (систем радиочастотной идентификации), который ориентирован, главным образом, на практические вопросы их применения. Системы RFID находят применение в самых разнообразных областях, например в системах контроля допуска на предприятия или в гостиничные номера, в качестве электронных иммобилайзеров или же как средства предотвращения краж в супермаркетах. Основой подобных систем являются электронные носители данных, не обладающие собственным источником питания (транспондеры). Информация с такого носителя считывается бесконтактным способом. В книге описываются физические принципы работы систем радиочастотной идентификации, содержится информация по действующим в этой области стандартам и основным областям практического применения RFID-систем. Представлены также материалы, касающиеся физических принципов функционирования СВЧ и микроволновых систем, которые приобретают все большее значение в связи с открытием соответствующих частотных диапазонов. Для иллюстрации достаточно сложных понятий используются многочисленные рисунки. Приводятся примеры, которые поясняют вопросы, связанные с практическим применением систем радиочастотной идентификации. В приложении содержится контактная информация, а также обзор стандартов и рекомендаций, приводятся ссылки на литературу и на источники информации в Интернете.

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.

Данный справочник представляет собой исчерпывающий обзор систем RFID (систем радиочастотной идентификации), который ориентирован, главным образом, на практические вопросы их применения. Системы RFID находят применение в самых разнообразных областях, например в системах контроля допуска на предприятия или в гостиничные номера, в качестве электронных иммобилайзеров или же как средства предотвращения краж в супермаркетах. Основой подобных систем являются электронные носители данных, не обладающие собственным источником питания (транспондеры). Информация с такого носителя считывается бесконтактным способом. В книге описываются физические принципы работы систем радиочастотной идентификации, содержится информация по действующим в этой области стандартам и основным областям практического применения RFID-систем. Представлены также материалы, касающиеся физических принципов функционирования СВЧ и микроволновых систем, которые приобретают все большее значение в связи с открытием соответствующих частотных диапазонов. Для иллюстрации достаточно сложных понятий используются многочисленные рисунки. Приводятся примеры, которые поясняют вопросы, связанные с практическим применением систем радиочастотной идентификации. В приложении содержится контактная информация, а также обзор стандартов и рекомендаций, приводятся ссылки на литературу и на источники информации в Интернете.

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.