Аппаратура и методы радиосвязи. Радиоэлектронная аппаратура. Радиодетали

В учебном пособии рассмотрены теоретические вопросы, применительно к читаемой дисциплине «Теория сигналов». В частности, рассмотрены вопросы, дающие понятие сигналов применительно к телекоммуникационным системам, рассмотрены различные подходы к построению моделей сигналов, спектральный и корреляционный анализ сигналов, дано понятие аналитических сигналов. В конце каждого раздела приведены вопросы для контроля знаний студентов.

Объект исследования – принципы и методы построения комбинированной системы измерения дистанции (СИД) и передачи сигналов управления и цифровой информации по гидроакустическому каналу связи (ГАКС) вертикальной ориентации. Цель работы – исследование путей построения комбинированной системы СИД – ГАКС, используемой в составе оперативного гидроакустического комплекса. Проведён выбор системы сигналов и метода измерения дистанции. Разработан алгоритм комбинированной системы СИД – ГАКС, построенной на принципах асинхронно-адресной передачи с кодовым разделением сигналов и совмещением операции измерения дистанции с передачей сигналов управления. С точки зрения обмена сигналами комбинированную систему СИД – ГАКС, можно рассматривать как многостанционную информационную сеть (сеть связи), в которой обслуживающее судно и объект измерения могут выполнять функции центральной (ведущей) станции, а все остальные элементы системы – её абоненты (ведомые станции).

Показано, что передача тревожных сообщений по занятым каналам связи в информационно-измерительных системах технических средств охраны позволяет расширить их возможности за счет обеспечения передачи любых сигналов. Представлено разработанное устройство, обеспечивающее передачу сигналов тревожных сообщений по таким системам без нарушения общего графика функционирования системы сигнализации и оповещения

Предложена структура антенного коммутатора с дистанционным управлением, учитывающая необходимость снижения перекрестных помех с линий управления на измерительные цепи с обеспечением высокого коэффициента развязки между входами

Рассмотрены схемы построения передающей и приемной активных фазированных антенных решеток (АФАР) и их модулей. Описана методика расчета энергетического потенциала АФАР, а также способы формирования диаграмм направленности и управления ими, измерения основных характеристик АФАР. Приведены схемы лабораторных установок.

В учебном пособии приведён материал, входящий в состав программ курсов «Схемотехника», «Импульсные цифровые устройства», в которых рассматриваются прикладные системы радиоавтоматики, относящиеся к её цифровым разновидностям. Каждый раздел содержит примеры решения задач по основным теоретическим пунктам, изложенным в нём, и перечень контрольных вопросов для самопроверки усвоенного материала.

Рассмотрены организационные и информационно-технологические особенности объекта исследований. Выполнен анализ принципов построения, процесса создания и эволюции топологической схемы сети. Приведена характеристика используемых радиоэлектронных средств. На основе логико-вероятностного подхода разработаны алгоритмы расчета коэффициента готовности сети по отказам (сбоям). Выполнена расчетная оценка Южной, Северной и Западной магистралей сети при различных вариантах оборудования и топологических схем.

В представленной статье рассмотрен один из наиболее эффективных методов решения задачи (в рамках системного подхода) анализа качества проектно-технических решений, принимаемых в ходе разработки инфокоммуникационных систем (ИКС). Подход основан на базе одного из результатов теории эффективности, предусматривающего вероятностное описание экспертных показателей качества (ЭПК) функционирования инфокоммуникационных систем, где ЭПК представлены в виде условных вероятностей выполнения требований к качеству функционирования ИКС на физическом, канальном и сетевом уровне ЭМВОС, с последующей вероятностной свёрткой в глобальную систему экспертных показателей качества (ГЭСПК)

Устройства регулирования, модуляции и ограничения амплитуды импульсных сигналов используются во многих радиотехнических системах, например, в радиолокации, радионавигации, в системах связи. Недостатком известных схемных решений таких устройств является малый уровень управляемых импульсов. В статье предлагаются схемы устройств управления амплитудой мощных импульсов.

Методическая разработка к лабораторным занятиям по дисциплине «Устройства приема и обработки сигналов в защищенных системах радиосвязи» для студентов 4 курса специальности 210403 и студентов 5 курса специальности 090106 и дисциплине «Устройства приема и обработки радиосигналов в системах подвижной радиосвязи» для студентов 4 курса специальности 210402.

В процессе распространения гидроакустического сигнала наблюдаются изменения его структуры, которые могут быть разделены на амплитудные и фазовые. Говоря об изменении амплитуды, следует учитывать изменение уровня сигнала с увеличением расстояния от источника и флуктуации уровня сигнала из-за влияния многолучевого распространения волн и случайных изменений коэффициента передачи среды. Изменение уровня с увеличением расстояния от источника сигнала связано с расширением фронта и различного вида потерями. Анализ измерений характеристик гидроакустических сигналов показал, что соответствующие случайные процессы могут быть описаны на основе нормального распределения, которое встречается наиболее часто, и связанных с ним распределений Рэлея, Рэлея – Райса и логарифмически нормального. По результатам анализа предложена модель гидроакустического канала связи, в котором помехи имеют характер аддитивного шума с функцией плотности вероятностей близкой к функции плотности вероятностей гауссова процесса; флуктуации уровня и фазы сигнала проявляются незначительно – не более 20 % от среднего значения, их скорость существенно ниже скорости передачи. Результаты анализа могут найти применение при построении систем гидроакустической телеметрии

В учебном пособии рассматриваются этапы проектирования радиосистем передачи информации с повышенными скрытностью и помехозащищенностью при использовании фазоманипулированных сигналов.

Приводится описание двух быстрых методов вычисления корреляционных функций случайных сигналов. Быстродействие достигается за счет использования свойства экстремумов: интервалы между ними содержат данные о полуволнах спектральных компонент сигналов. Отмечается, что скорость обработки данных на порядок выше, чем у прототипов, причем показатели качества анализа последних практически сохраняются

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.

Рассматриваются возможности известных способов измерения характеристик больших наземных антенн в СВЧ-диапазоне. В дополнение к хорошо известному радиоастрономическому методу, обеспечивающему возможность измерения диаграммы направленности по мощности и коэффициенту усиления, рассматривается радиоголографический способ антенных измерений. Существенным преимуществом последнего является возможность восстановления распределения амплитуды и фазы поля в апертуре, позволяющая проводить целенаправленную дополнительную юстировку зеркальной системы антенны с целью повышения ее усиления. Подобная юстировка особенно актуальна для проводимых в настоящее время работ по модернизации крупных зеркальных антенн наземных комплексов управления и освоению на них более высоких частотных диапазонов. Обсуждаются разработанные для полноповоротных зеркальных антенн методики измерений по сигналам естественных внеземных радиоисточников, а также геостационарных ИСЗ. Приводятся экспериментальные результаты исследования диаграмм направленности и распределений поля в апертуре, полученные радиоастрономическим и радиоголографическим способами на крупнейших отечественных наземных полноповоротных антеннах с зеркалами от 25 до 70 м

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

Методические указания к лабораторным работам «Приборы СВЧ и оптического диапазона» содержит методику расчета и измерения основных параметров электровакуумных приборов СВЧ и ОД: отражательного клистрона, лампы бегущей волны (ЛБВ), лампы обратной волны (ЛОВ), гелий-неонового лазера разработаны в соответствии с ФГОС ВПО но направлению подготовки, 11.03.01 Инфокоммуникационные технологии и системы связи, 11.03.02 и предназначены для студентов 4 курса факультет ФТР для лабораторных занятий.

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.

Методические указания к лабораторным работам «Исследование микрополосковых устройств СВЧ» содержит методику расчета и измерения основных параметров полосковых СВЧ-устройств: микрополосковой линии передачи (МПЛ) СВЧ; полосно-пропускающего СВЧ-фильтра; трансформатора и неоднородностей в СВЧ-цепи, разработаны в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки РТ, ИКТ-П, 11.03.01 Информационные технологии и системы связи, 11.03.02 и предназначены для студентов 4 курса факультета ФТР для лабораторных занятий.

Рассмотрены широко применяемые технические решения, обеспечивающие повышение помехозащищенности радиотехнических устройств и систем. Изложены основные принципы, лежащие в основе применения таких мер повышения помехозащищенности, как защита от перегрузок, различные виды селекции, многочастотная работа, псевдослучайное переключение рабочих частот и др. Большое внимание уделено описанию алгоритмов, лежащих в основе адаптивных линейных систем; рассмотрены основные качественные характеристики алгоритмов адаптации, дан сравнительный анализ их вычисли- тельной сложности; приведено большое количество примеров использования адаптивных устройств различного типа.

Рассмотрены вопросы выбора технических средств для испытаний изделий на воздействие вибрации. Даны классификации измерительного и испытательного оборудования, приведены примеры. Описаны принцип действия и основные характеристики преобразователей механических величин и способы их крепления к исследуемому объекту.

Рассмотрена работа с системами автоматизированного проектирования Altium Designer и SolidWorks. Приведен пример создания комплекта конструкторской документации на радиоэлектронную аппаратуру с помощью этих систем.

В представленной статье отражены результаты разработки алгоритмов декомпозиции и редукции исходного множества показателей качества функционирования инфокоммуникационных систем (ИКС) с целью создания экспертных систем показателей качества (ЭСПК), обладающих свойствами оптимальности (безызбыточности), состоятельности, адекватности условиям функционирования и задачам стоящим перед перспективными ИКС. Реализация сформированных ЭСПК в моделях процессов (подпроцессов) функционирования проектируемых ИКС, позволит существенно снизить вычислительные затраты и обеспечить рост степени объективности процесса формирования экспертных оценок качества проектно-технических решений, реализуемых на различных этапах разработки инфокоммуникационных систем

Традиционная практика системного подхода дополняется подходом к решению задач, связанных с описанием и анализом связности элементов, идентификацией структур и подструктур, синтезом оптимальных структур, идентификацией режимов функционирования подсистем и системы в целом.

В методических указаниях рассматриваются методы настройки элементов беспроводной сети, режимы ее функционирования и способы обеспечения ее безопасности. Комплекс из семи лабораторных работ предназначен для студентов и слушателей, изучающих вопросы разработки и эксплуатации беспроводных компьютерных сетей. Методические указания к лабораторным работам могут использоваться для самостоятельного изучения практических основ построения сетей Wi-Fi.

В пособии рассматриваются основы построения и функционирования цифровых систем связи на основе сигналов с ортогональным частотным и пространственным разделением. Приводится математическое описания процессов в системе на основе многомерных сигналов. Рассматриваются вопросы частотно-временной синхронизации, коррекции частоты и фазы на основе многомерной фильтрации Калмана.

Сигналы с ортогональным частотным разделением (OFDM) находят применение во многих современных беспроводных системах передачи информации в связи с рядом преимуществ. В то же время системы передачи, использующие OFDM-сигналы, обладают повышенной чувствительностью к фазовой нестабильности несущей. Как следствие, растет уровень ошибок при передаче информации, падает энергетическая эффективность. В статье проведен анализ статистических характеристик алгоритма коррекции фазы следящего типа для фазового воздействия с полиноминальной спектральной плотностью мощности в условиях доплеровского рассеяния.

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.

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

Представлен вариант доработанной методики расчетной оценки коэффициента готовности мультисервисной корпоративной сети связи органов власти Брянской области. Предложены методика проектной оценки элементной надёжности на основе нормативных значений структурной надёжности её магистралей и методика оценки влияния на коэффициент готовности магистралей времени восстановления объектов связи. Приведены результаты расчетов Южной, Северной и Западной магистралей при различных вариантах оборудования и топологической схемы, а также при различных способах технического обслуживания сети.

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

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 статье показано, что в гидроакустических каналах с импульсными помехами или кратковременными перерывами связи для повышения качества передачи данных могут быть применены различные варианты сверточных и циклических кодов. Уменьшить вероятность ошибки на выходе канала для известной статистики ошибок позволяют сверточные коды со скоростью R ≤ 3/4 совместно с широкополосными сигналами ( ШПС) или сверточные коды R ≤ 2/3 с алгоритмом перемежения кода. С учетом энергетического выигрыша от кодирования и вычислительной сложности перемежения кода выгоднее вариант “код + ШПС” до 4ч5 перемежений. С учетом многоразрядности оптимального фильтра ШПС его реализация всегда сложнее, чем реализация порогового декодера сверточного кода.

Целью диссертационной работы является исследование возможных путей повышения точности МО в системах мобильной связи классическими методами радиопеленгации: угломерным и дальномерным в условиях воздействия многолучевости, а также минимизация погрешностей, обусловленных особенностями применяемых методов МО. В частности, предлагается повышать точность позиционирования за счет использования высокоподнятой приемной антенны. Под высокоподнятой антенной (ВПА) понимается антенная система, поднятая на высоту, много большую, чем высота городской застройки. Такую систему можно реализовать с помощью привязного аэростата, аэрозонда или высотного дирижабля. Погрешность определения азимутов при использовании угломерного метода МО предлагается уменьшать применением адаптивных сферических антенных решеток. Ошибку временной синхронизации при использовании дальномерного метода предлагается оценивать и минимизировать с помощью фильтра Калмана.

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

Методическая разработка предназначена для студентов 4 курса специальности 210403 и студентов 5 курса специальности 090106 и дисциплине «Устройства приема и обработки радиосигналов в системах подвижной радиосвязи» для студентов 4 курса специальности 210402.

Переход к сетям связи следующего поколения (NGN) предполагается совершить за счет модернизации сетей телефонной связи. "Узким местом" при этом является сеть доступа, созданная для передачи информации в полосе пропускания канала тональной частоты. Статья посвящена выбору эффективного пути модернизации сетей доступа.

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».

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.

Рассматривается метод множественного доступа с разреженным кодом. Описан алгоритм заполнения кодовых книг, используемых для формирования символов модуляции. Приведены алгоритмы детектирования символов, приведеноих сравнение. Показано, что система связи, использующая для организации физического уровня метод доступа с разреженным кодом, превосходит существующие решения по помехоустойчивости и числу обслуживаемых абонентов

Выполнен анализ влияния размера ресурсного блока (RB) сигнала OFDM на качество работы сетей 4G. Для режима цифрового обмена предложена методика и показатель эффективности, позволяющие учесть влияние размера RB на скорость обмена и вероятность перегрузок (GoS). Установлено, что дискретизация в два RB, применяемая при распределении ресурса в LTE, слишком велика. Это может приводить к потере производительности и росту GoS. В McWILL размер дискретизации распределения устанавливается с точностью до RB/8. Показано, что в этом случае потерь производительности не возникает

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).

Приведены необходимые теоретические сведения об оптимальных обнаружителях и различителях сигналов корреляционного типа, описана лабораторная установка для экспериментального исследования корреляционного приемника.

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

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

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

Пособие составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования, учебным планом и программой дисциплины. Пособие является продолжением курса лекций по дисциплине и содержит главы, посвященные лучевой диагностике, ультразвуковым и рентгеновским методам исследования, методам исследования центральной нервной системы, изучению некоторых параметров дыхательной системы, вопросы для самопроверки, литературу

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.

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