Аппаратура и методы радиосвязи. Радиоэлектронная аппаратура. Радиодетали

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.

Рассмотрены вопросы разработки частотно-избирательных поверхностей, а также вопросы их электродинамического моделирования, системы автоматизированного проектирования и области применения таких электродинамических структур. Особое внимание уделено вопросам разработки адекватных математических моделей для них с учетом возможности их комплексного использования в современных радиоэлектронных системах, например, для создания интеллектуальных покрытий, метаматериалов и т.д. Описан комплекс вычислительных программ автоматизированного проектирования частотно-избирательных поверхностей в печатном исполнении. Исследованы электродинамические характеристики этих решеток и даны рекомендации для их автоматизированного проектирования. Теоретические материалы подкреплены результатами экспериментальных исследований и примерами расчетов.

Кластеризация узлов в беспроводных сенсорных сетях (БСС) является одной из наиболее важных областей исследований в области БСС. Существующие сегодня алгоритмы выбора головного узла кластера были созданы для 2D и 3D пространств, БСС с фиксированными и мобильными сенсорными узлами. Основная цель всех разработанных алгоритмов – уменьшение потребления энергии и увеличение жизненного цикла БСС. В последнее время появились новые алгоритмы кластеризации, в основе которых лежит идея использования временного головного узла кластера. В статье приведены результаты оптимизации такого параметра кластеризации как длина раунда и результаты анализа влияния временного головного узла на параметры сети

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.

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.

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.

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.

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.

Учебное пособие посвящено вопросам моделирования распространения радиоволн с учетом рельефа местности с использованием программы Wireless InSite. Методы моделирования и особенности использования программы для расчета ослабления сигналов внутри и снаружи помещения. Материал пособия соответствует программе учебного курса «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств», «Основы компьютерного моделирования», «САПР СВЧ».

Учебное пособие представляет собой описание работы в среде разработки HFSS, приведены сведения об особенностях численных методов моделирования задач. Описаны методы оптимизации, параметрического анализа, анализа чувствительности характеристики к изменению параметров проекта, а также статистического анализа. Рассмотрено создание и управление библиотеками в HFSS, включая SPICE-библиотеки, IBIS-библиотеки и библиотеки Definition Libraries. Описано взаимодействие HFSS c другими программами. Приведены сведения об организации распределенных вычислений. Приведены примеры проектирования.

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.

В книге рассматривается широкий круг вопросов, связанных с практическим применением персональных компьютеров, работающих под управлением операционных систем Windows, для создания устройств домашней электроники. Материал книги охватывает многочисленные аппаратно-программные аспекты проектирования любительских электронных устройств, управляемых от параллельного, последовательного интерфейсов персонального компьютера и звуковой карты. Значительное внимание уделено новым технологиям USB и Bluetooth, а также возможностям их применения в любительской практике. В книге в доступной форме излагается материал по разработке несложных драйверов устройств пользователя, что существенно расширяет возможности их проектирования пользователями различного уровня подготовки. Приводятся многочисленные примеры разработки несложных аппаратно-программных систем сбора аналоговой и цифровой информации, измерительных систем, систем управления внешними устройствами и т. д.

Изложены принципы построения и основы проектирования генераторов СВЧ. Рассматриваются вопросы стабильности генераторов СВЧ. Приводятся многочисленные результаты разработки и экспериментального исследования автогенераторов различных диапазонов длин волн, синтезаторов частоты.

Рассматриваются характеристики трафика сетей связи нового поколения (NGN). Показаны отличительные особенности указанного трафика и рассмотрены модели обслуживания трафика с непуассоновскими потоками. Предлагаются интервальные методы анализа очередей пакетов трафика общего вида, основанные на определении числа заявок на интервалах обслуживания. Рассмотрены классы и механизмы управления трафиком, а также средства мониторинга и анализаторы протоколов трафика мультисервисных сетей.

В книге рассматривается широкий круг вопросов, связанных с практическим применением персональных компьютеров, работающих под управлением операционных систем Windows, для создания устройств домашней электроники. Материал книги охватывает многочисленные аппаратно-программные аспекты проектирования любительских электронных устройств, управляемых от параллельного, последовательного интерфейсов персонального компьютера и звуковой карты. Значительное внимание уделено новым технологиям USB и Bluetooth, а также возможностям их применения в любительской практике. В книге в доступной форме излагается материал по разработке несложных драйверов устройств пользователя, что существенно расширяет возможности их проектирования пользователями различного уровня подготовки. Приводятся многочисленные примеры разработки несложных аппаратно-программных систем сбора аналоговой и цифровой информации, измерительных систем, систем управления внешними устройствами и т. д.

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.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Радиотехника», а также для преподавателей, ведущих лабораторные и практические занятия по курсам «Теоретические основы радиоэлектронной борьбы», «Методы и устройства радиоэлектронной борьбы». В пособии рассмотрены методы радиоэлектронной маскировки: пассивные помехи, ложные цели и ловушки, снижение заметности объектов, маскировка объектов с помощью покрытий.

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 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.

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)

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.

В данной книге рассмотрены основные принципы конструирования высококачественных автомобильных аудио- и мультимедийных систем. Книга охватывает широкий круг вопросов: конструкция и схемотехника автомобильных мультимедийных устройств и усилителей, расчет и изготовление акустических систем, выбор структуры системы и ее компонентов, монтаж в автомобиле. Приведены справочные материалы и схемы узлов для самостоятельного изготовления. По сравнению с предыдущими изданиями материал значительно переработан: сокращена устаревшая информация, добавлены новые разделы. К материалам шестого издания добавлен обзор современного состояния этой области техники и перспективы ее развития.

В данной книге рассмотрены основные принципы конструирования высококачественных автомобильных аудио- и мультимедийных систем. Книга охватывает широкий круг вопросов: конструкция и схемотехника автомобильных мультимедийных устройств и усилителей, расчет и изготовление акустических систем, выбор структуры системы и ее компонентов, монтаж в автомобиле. Приведены справочные материалы и схемы узлов для самостоятельного изготовления. По сравнению с предыдущими изданиями материал значительно переработан: сокращена устаревшая информация, добавлены новые разделы. К материалам шестого издания добавлен обзор современного состояния этой области техники и перспективы ее развития.

На основе обобщённого подхода к определению временных соотношений при поиске протяжённых проекций мобильных источников лазерного излучения решается задача минимизации энергетических затрат при реализации аппаратуры поиска источника непрерывного и импульсного оптического излучения в аналоговом или цифровом виде. Обосновывается структура оптимальных обнаружителей при медленных и быстрых изменениях фоновой обстановки при использовании в качестве сканирующих фотоприёмников диссекторов. Дана методика проектирования диссекторной аппаратуры поиска и обнаружения оптического излучения. Задание предусматривает выбор и описание лазерной системы связи с аппаратурой пространственного поиска источника оптического излучения, обоснование стратегии взаимного поиска корреспондентов в режиме вхождения в связь, синтез алгоритма обнаружения сигнала, расчёт параметров аппаратуры поиска, формирование требований к узлам диссекторной аппаратуры. Приведён пример проектирования аппаратуры поиска оптического излучения с модуляцией мощности колебанием поднесущей частоты. Синтезированы устойчивые алгоритмы обнаружения лазерного излучения в условиях изменений фоновой обстановки в месте приёма. Обоснованы структуры адаптивных и робастных обнаружителей.

В учебнике излагаются основы материальной части РЛС 1Л117, даются практические рекомендации по боевому применению РЛС с целью приобретения обучаемыми объема военно-технических знаний, отражающих основные принципы функционирования систем РЛС, способы и средства достижения заданных тактико-технических характеристик, а также для освоения ими профессиональных компетенций, направленных на решение задач эффективного боевого применения радиолокационного вооружения и военной техники.

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 учебнике приведены общие сведения о РЛС РТВ, их характеристиках и принципах построения; рассмотрены способы обзора пространства и измерения координат целей; даны основные технические характеристики и способы построения передающих устройств РЛС РТВ. Особое внимание уделено анализу влияния и вида зондирующего сигнала на защищенность РЛС от активных и пассивных помех, разрешающую способность и точность измерения координат. Приведены структурные схемы тракта приема и выделения сигналов, способы приема и обработки различных типов сигналов РЛС на фоне помех; методы и устройства защиты РЛС РТВ от активных и пассивных помех, особенности их технической реализации; изложены принципы построения устройств отображения радиолокационной информации и работы устройств формирования разверток индикаторов и масштабных меток.

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

В учебнике приведены общие сведения о РЛС РТВ, их характеристиках и принципах построения; рассмотрены способы обзора пространства и измерения координат целей; даны основные технические характеристики и способы построения передающих устройств РЛС РТВ. Особое внимание уделено анализу влияния и вида зондирующего сигнала на защищенность РЛС от активных и пассивных помех, разрешающую способность и точность измерения координат. Приведены структурные схемы тракта приема и выделения сигналов, способы приема и обработки различных типов сигналов РЛС на фоне помех; методы и устройства защиты РЛС РТВ от активных и пассивных помех, особенности их технической реализации; изложены принципы построения устройств отображения радиолокационной информации и работы устройств формирования разверток индикаторов и масштабных меток.

Издание посвящено теории антенн и соответствует программе изучения дисциплины «Устройства СВЧ и антенны». Вторая часть содержит описание основных конструкций антенн различного назначения; рассмотрены вопросы анализа характеристик этих антенн, методы их оптимизации.

Рассмотрены основные этапы изготовления печатных плат, материалы, оборудование, физико-химические закономерности процессов. Приведены необходимые справочные данные, примеры расчетов параметров при сборке и монтаже функциональных узлов, показатели для оценки технологичности конструкций электронных блоков.

Содержатся сведения о первичных источниках электропитания, их сравнительных характеристиках, принципах построения и структуре вторичных источников питания, их показателях, схемных решениях основных функциональных узлов: выпрямителей, стабилизаторов, инверторов и корректоров, обеспечивающих эффективное преобразование параметров электрической энергии в современных электропитающих установках для радиоэлектронной аппаратуры приема, передачи и обработки информации. Материал сопровождается учебными задачами и практическими схемами вторичных источников.

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).

Излагаются основы теории антенн и распространения радиоволн. Формулируются вопросы для самопроверки и задачи (с ответами) для самостоятельного решения. Приводятся примеры решения задач.

Пособие содержит материалы по основным вопросам функционирования и разработки микропроцессорных систем. В издание включены лабораторные работы, которые выполняются с использованием современных интегрированных систем разработки программного обеспечения для микроконтроллеров, а также расчетно-графическое задание по проектированию микропроцессорной системы.

Рассмотрено прохождение детерминированных сигналов через линейные цепи с известными частотно-фазовыми характеристиками: дифференцирующие и интегрирующие, частотно-избирательные цепи, колебательные контуры, резонансные усилители. Приведены методы расчета случайных сигналов при прохождении частотно-избирательных цепей. Проведен анализ преобразования сигналов в нелинейных и параметрических цепях, таких как умножители частоты, модуляторы, детекторы и параметрические усилители. Рассмотрена работа автогенераторов и устойчивость их характеристик. Сформулированы принципы дискретной и цифровой обработки сигналов, законы построения цифровых фильтров. Освещена теория оптимальной линейной фильтрации, проведено сравнение помехоустойчивости систем с амплитудой и частотной модуляцией.

В книге рассматривается широкий круг вопросов, связанных с практическим применением популярных 16-битных микроконтроллеров PIC24 в системах обработки данных и управления оборудованием. Приводятся многочисленные примеры программирования несложных аппаратно-программных систем обработки аналоговой и цифровой информации с применением периферийных модулей микроконтроллеров PIC24F. В контексте разработанных примеров приводятся необходимые сведения из теории, что способствует лучшему пониманию материала книги. Все приведенные в книге аппаратно-программные проекты разработаны и проверены на отладочном модуле Explorer16Development Board фирмы Microchip и могут служить основой для создания собственных проектов.

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.

Изложены основные вопросы по проблематике зеркальных антенн для земных станций спутниковой связи (ЗССС): взаимосвязь параметров антенн и параметров систем спутниковой связи, методы расчетов зеркальных антенн, практически исчерпывающая информация об облучателях антенн, вопросы влияния конструктивных элементов антенны на ее характеристики излучения, оценка характеристик излучения зеркальных антенн в ближней зоне, методы измерения параметров антенн для ЗССС.

Настоящее издание является переводом книги известного немецкого радиолюбителя К. Ротхаммеля (12-е издание). Содержание книги по сравнению с предыдущим выпуском расширено и дополнено за счет новейших технических разработок; при этом сохранено прежнее разделение по трем главным направлениям: основные понятия, типы антенн и их конструкции. Во всех главах обновлены списки литературы, а в сведения о патентах включен год подачи заявки (дата приоритета).