Радиотехника. Электроника

Настоящее учебное пособие представляет собой вторую часть рабочего материала, входящего в состав программы курса «Квантовая механика и статистическая физика», изучаемых в бакалаврских направлениях подготовки 11.00.00 «Электроника, радиотехника и системы связи». В пособии изложены разделы квантовой механики, посвященные внешним воздействиям температуры и магнитных полей, а также образованию поверхностных и объёмных дефектов и их учёту в рассмотрениях изменений энергетических состояний, которые влияют на свойства некоторых материалов радиоэлектроники. Подробно рассмотрены теория сверхпроводимости металлов, образование и взаимодействие ряда квазичастиц: поверхностных поляритонов, спиновых волн, плазмонов и магнонов при указанных внешних воздействиях. В учебном пособии также имеются контрольные вопросы для проверки уровня освоения материала.

Учебное пособие содержит полное и систематизированное изложение материала, включенного в учебную программу курсов: «Разработка микроконтроллерных устройств на базе Arduino», «Компьютерное управление исполнительными механизмами», «Проект 3-го курса». Пособие включает в себя введение в микроконтроллеры и их применение, основы использования этих устройств, начальные этапы работы с платами микроконтроллеров, инструменты моделирования. Включает упражнения и варианты для индивидуальных заданий.

В сжатой форме проанализированы принципы построения сообщений, формируемых протоколами транкинговых сетей радиосвязи на примере стандартов TETRA и APCO 25. Рассмотрены особенности протоколов кодирования, шифрования и модуляции в проекции взаимодействия логических и физических каналов транкинговой системы. Приведены примеры создания рассмотренных алгоритмов в приложениях LabVIEW.

В учебном пособии представлены материалы лекционных и практических занятий по следующим разделам дисциплины «Основы теории цепей»: «Цепи с взаимной индуктивностью»; «Связанные колебательные контуры»; «Методы формирования уравнений электрического равновесия сложных цепей»; «Основные теоремы теории цепей»; «Нелинейные резистивные цепи».

Изложены принципы построения и основы проектирования преобразователей частоты радиосигналов, применяемых в телекоммуникационных системах. Рассматриваются вопросы схемотехники и конструкции смесителей, умножителей частоты. Приводятся многочисленные результаты разработки и экспериментальных исследований преобразователей различных диапазонов длин волн. Учебное пособие написано на основе оригинальных работ авторов, опубликованных в научных журналах.

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.

Рассмотрена техника наземного и воздушного комплексного технического контроля (КТК) радиоэлектронных средств (РЭС), технико-технологические основы построения, применения и развития аппаратуры радио- и радиотехнического контроля, контроля эффективности защиты речевой информации, фотографического, визуально-оптического, оптико-электронного и радиационного контроля. Освещены вопросы: контроля выполнения установленных порядка и правил использования радиосредств – потенциальных источников непреднамеренных радиопомех важнейшим РЭС; поиска технических каналов утечки информации, образованных побочными электромагнитными излучениями и наводками, создаваемым техническими средствами передачи и обработки информации; оценки электромагнитной обстановки контролируемой зоны, а также вопросы несанкционированного съема конфиденциальной информации на объектах связи. Изложены основы создания средств управления КТК и автоматизации деятельности лиц, принимающих решения в области контроля электромагнитной обстановки и оценки эффективности радиоэлектронной защиты.

Рассмотрены перспективные системы цифрового радиовещания (ЦРВ), основанные на представлении и передаче звуковых сигналов в цифровой форме во всех звеньях вещательного тракта – от студии до абонентского приемника и способные удовлетворить высокие требования слушателей к качеству передачи звука при различных условиях приема. Систематизированы сведения по основам технологии, системам и сетям ЦРВ. Рассмотрены вопросы компактного представления звуковых сигналов; методы передачи аудиоданных по цифровому каналу связи и обработки сигналов с целью их адаптации к каналу передачи; уделено внимание радиоприёму в движении. Дано описание стандартизованных систем ЦРВ, рассмотрены вопросы организации и проектирования спутниковых систем ЦРВ. Представлена информация об организации радиовещания на заданной территории, основах технологии одночастотных вещательных сетей, технических основах планирования наземных сетей. Приведены соображения по выбору системы ЦРВ для России. Представлен краткий анализ услуг и сетевых аспектов радиовещания с учётом современных реалий и обсуждаются перспективы альянса «ЦРВ + IP-радио». В основу монографии положены результаты научных исследований и лекции, которые автор читает в Московском техническом университете связи и информатики (МТУСИ) более двадцати лет.

Изложены теоретические основы частотного метода анализа линейных электрических цепей и устройств, даны примеры расчета параметров элементов звеньев фильтров и построения графиков их временных и частотных (в том числе, логарифмических) функций, приведено описание процессов моделирования фильтров. Представлены варианты заданий лабораторно-практических занятий с методическими указаниями, кратким теоретическим материалом и примерами расчетов и построений частотных характеристик пассивных, активных и цифровых фильтров с использованием авторских программных сред LgH, ARCF и DFLD. Книга сопровождается электронным приложением «Частотные фильтры» доступным для скачивания на сайте издательства.

Изложены основы теории моделирования и расчета эффективности работы радиосистем управления (РСУ) атмосферными и космическими объектами с применением ЭВМ. Приведены различные виды классификации процессов моделирования радиотехнических систем и их моделей, математические описания моделирования процессов и систем. Рассмотрены методологии структурного анализа, методы и средства имитационного моделирования РСУ. Описаны пакеты прикладных программ моделирования систем самонаведения атмосферных летательных аппаратов при наличии нескольких целей и организованных помех, а также моделирования возмущенного движения космических аппаратов по некеплеровской орбите при оскулирующих элементах, учитывающих гравитацию Луны, Солнца, земные гравитационные аномалии и световое давление. Пособие соответствует программе дисциплины «Моделирование и оценка эффективности РСУ».

Звуковой сигнал, передаваемый по каналам звукового вещания, был и будет востребован в общем ряду с большим количеством альтернативных источников информации. Рассмотрены основные характеристики сигналов и каналов звукового вещания, базовые процедуры, используемые при обработке звукового вещательного сигнала (ЗВС); основные алгоритмы обработки сигнала в канале передачи. Проведен анализ и оценка искажений сигнала на всех этапах его передачи – от первичного цифрового преобразования до аудиопроцессорной обработки. Особое внимание уделено авторами алгоритмам обработки и проблеме объективной оценки качества ЗВС в системах, не нормируемых в рамках современного метрологического обеспечения.

Обобщены результаты исследований, направленных на разработку эффективных гибридных и численно-аналитических электродинамических методов анализа и синтеза волноводных и волноводно-щелевых антенных решеток, а также пассивных волноводных устройств на волноводах сложных сечений. Приведены результаты исследований многоэлементных фазированных антенных решеток (ФАР) с широкоугольным сканированием на основе инвертированных V-образных вибраторов, излучателей Вивальди, а также ФАР с распределительной системой на радиальном волноводе. Полученные результаты использованы в интересах создания высококачественной элементной базы СВЧ и КВЧ диапазона и радиотехнических комплексов на основе ФАР для перспективных систем связи, радиолокации, навигации.

Представлены основные теоретические сведения и лабораторный практикум по электрическим аппаратам ручного и автоматического действия, аппаратам защиты, а также электронным аппаратам и цифровым узлам.

Изложены основы теории цифровых устройств: позиционные системы счисления, способы представления и минимизации булевых функций. Рассмотрены основные узлы цифровой автоматики: триггеры, счетчики, делители, регистры, мультиплексоры, шифраторы, дешифраторы.

Учебное пособие (часть 1) содержит материал, который читается студентам в течение восьми лекций в первом семестре по дисциплине «Системы связи специального назначения».

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.

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 пособии представлена разработка компьютерных моделей электронных устройств аналоговой обработки сигналов с целью исследования частотных характеристик схем. Во второй части пособия методика частотного анализа схем использована для анализа схем, содержащих трансформаторы, гираторы, биполярные и полевые транзисторы. Рассмотрен метод переменных состояния и его применение для анализа переходных процессов с использованием системы Matlab и библиотек Simulink. Приведены типовые примеры расчёта, задания на лабораторные работы, контрольные вопросы.

Рассмотрена разработка компьютерных моделей электронных устройств аналоговой обработки сигналов с целью исследования частотных характеристик схем. В первой части пособия дано введение в систему Matlab; изложены основы методики частотного анализа электрических схем; приведены типовые примеры применения этой системы, задания на лабораторные работы и контрольные вопросы.

Учебное пособие содержит основные теоретические сведения по построению линий радиосвязи, а также по возможным методам их анализа и защиты; приведены контрольные вопросы по отдельным разделам теории радиосвязи.

Рассмотрены принципы работы источников вторичного электропитания и химических источников тока, применяемых в радиоэлектронной аппаратуре. Представлены схемотехнические решения, используемые при построении линейных и импульсных источников вторичного электропитания. Приведены особенности эксплуатации и применения химических источников тока.

Изложены материалы по темам курса «Организация и технология испытаний», представлены основные понятия, термины и их определения. Приведен иллюстративный материал по темам.

Рассмотрены физические основы лазерного излучения, устройство и типы лазеров, применяемых в медицине. Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии» (профиль «Инженерное дело в медико-биологической практике»), изучающих дисциплину «Инновационное оборудование в медицине».

В книге рассмотрены базовые принципы и архитектура фиксированных сетей связи будущего, новые сетевые технологии, на базе которых они будут строиться, а также новые сетевые услуги и приложения, которые будут доступны в течение следующих десяти лет и в дальнейшей перспективе. Книга написана на основе рабочих материалов целевой группы МСЭ-Т FG NET 2030, которая в период 2018—2020 гг. провела исследование под названием Сеть 2030 (Network 2030) по определению перспектив развития фиксированных сетей связи к 2030 году и в дальнейшем.

Излагаются физические основы описания электромагнитных явлений, происходящих в материалах в сверхпроводящем состоянии. Описаны радиофизические измерительные устройства, построенные на эффектах, связанных со сверхпроводимостью. В учебном пособии также рассматриваются элементы физики ЦМД, а именно: дается понятие о доменной границе, рассматриваются возникновение и устойчивость цилиндрических магнитных доменов, критические поля и динамика ЦМД, магнитостатические колебания в ЦМД. И, наконец, в настоящем учебном пособии рассматриваются вопросы экспериментального исследования характеристик твердотельных фильтров СВЧ на поверхностных магнитостатических волнах. Большинство вопросов, подробно рассмотренных в данном пособии, ранее в учебной литературе не рассматривались и освещались лишь в периодических изданиях и трудах научных конференций, которые были практически недоступны студентам. Целесообразность издания настоящего пособия, имеющего междисциплинарный характер, обусловлена необходимостью обеспечения учебного процесса по образовательным программам бакалавриата и специалитета по дисциплинам «Электроника» и «Специальные радиоэлектронные устройства».

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.

Работа посвящена вопросам проектирования и применения печатных антенных решеток отражательного и проходного типа. Представлен электродинамический анализ и построены математические модели многоэлементных антенных решеток в интегральном исполнении. Рассмотрены этапы построения микроволновых устройств пространственной, частотной и поляризационной селекции и трансформации, конструктивно реализованных в виде многоэлементных дифракционных решеток в печатном исполнении. Разработаны методики проектирования таких устройств на основе их электродинамического анализа и последующего конструктивного синтеза. Рассмотрена возможность применения таких устройств в качестве микроволновых компонентов интеллектуальных радиоэлектронных покрытий. Проведен анализ современного состояния и тенденций дальнейшего развития микроволновых устройств пространственной, частотной и поляризационной селекции и трансформации на основе печатных антенных решеток. Исследованы электродинамические характеристики этих решеток и даны рекомендации для их автоматизированного проектирования.

Рассмотрены физические принципы работы, свойства, параметры и характеристики основных функциональных узлов, входящих в состав устройств электропитания радиоэлектронных средств и систем: дросселей, трансформаторов, выпрямителей, сглаживающих фильтров, регуляторов, стабилизаторов, преобразователей напряжения, первичных источников электрической энергии, электрических машин, а также вопросы электропитания объектов телекоммуникаций, электромагнитной совместимости и защиты устройств электропитания. Учебное пособие содержит описание цикла компьютерных лабораторных работ по имитационному схемотехническому моделированию источников вторичного электропитания в Multisim. Список литературы способствует повышению эффективности самостоятельной работы студентов.

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.

В настоящем учебном пособии, состоящем из двух книг, приведён материал, входящий в состав программы курса «Квантовая механика и статистическая физика». В первой части пособия рассматриваются основные положения квантовой механики и теория колебаний различного типа в объёме кристаллических структур диэлектриков, полупроводников и металлов. Рассмотрены также кинетические процессы в различных твердотельных кристаллических структурах, применяемых в полупроводниковой радиоэлектронике. В учебном пособии также имеются контрольные вопросы для проверки уровня освоения материала и справочные базовые соотношения операторного исчисления.

В учебном пособии изложены теоретические основы прикладной теории информации. Особое внимание уделено методам и приемам решения практических задач, наиболее часто встречающихся в радиотехнике. В данное пособие включены разделы для самоконтроля в виде теоретических вопросов и практических заданий.

В учебном пособии излагаются вопросы моделирования электрических процессов в газонаполненных элементах, формирующих электронную цепь. Приведены графические изображения и аналитические соотношения, необходимые для оценки критериев ионизации и возбуждения элементарных частиц, пояснения механизма взаимодействия электронов и ионов, атомов и квантов электромагнитной энергии различных диапазонов частот. Изложен принцип работы и рассмотрены вольт-амперные характеристики ламп и трубок с разным типом разряда, зависящим от электропроводимости веществ, размеров и материала электродов, температуры окружающей среды и т.п. Описана специфика конструирования ионизационной камеры и дымового датчика, счетчика Гейгера-Мюллера и источников света при низком и высоком давлении газа или пара металлов.

В учебном пособии представлены материалы лекционных и практических занятий по следующим разделам дисциплины «Основы теории цепей»: «Общие сведения о цепях с распределенными параметрами»; «Режимы работы длинной линии»; «Частотные характеристики длинной линии»; «Переходные процессы в длинной линии».

Изложены принципы построения и основы проектирования амплитудных, частотных и фазовых детекторов радиосигналов, применяемых в телекоммуникационных системах. Рассматриваются вопросы схемотехники и конструкции детекторов. Приводятся многочисленные результаты разработки и экспериментальных исследований детекторов различных диапазонов длин волн.

В учебном пособии излагаются основы метода молекулярной динамики, являющегося одним из эффективных методов при моделировании физических процессов. Учебное пособие предназначено для подготовки бакалавров по направлению 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств». Пособие рекомендовано для студентов, обучающихся по данному направлению, а также для специалистов в области конструирования электронных средств.

Учебное пособие является дополнительным учебным материалом для совершенствования иноязычной коммуникативной компетенции студентов 1–2 курсов технического вуза. Пособие включает в себя лексические упражнения, предназначенные как для аудиторной, так и для самостоятельной работы.

Учебное пособие содержит теоретические материалы и примеры расчета и задания по расчету схем электронной техники. Приведены задания для выполнения расчетно-графической и самостоятельной работы студентов. Предназначены для студентов баклавриата, изучающих дисциплины «Электроника», «Электронная техника» и «Электроника и микропроцессорная техника», обучающихся по направлениям «Агроинженерия» и «Теплоэнергетика и теплотехника».

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.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 03.03.03 Радиофизика по дисциплине «Радиофизическая электроника», и содержит теоретические основы и рекомендации по выполнению лабораторных работ по изучению принципа действия, параметров и характеристик транзисторных генераторов, а также их практического применения.

Излагаются физические основы такого современного бурно развивающегося направления науки и техники, как функциональная микроэлектроника в части магнитоэлектроники и обработка сигналов с помощью спиновых волн, распространяющихся в магнитодиэлектрических кристаллах. Показано, что развитие магнитоэлектроники связано с разработкой сверхминиатюрных устройств, предназначенных для формирования, фильтрации и аналоговой математической обработки сигналов. Несмотря на то, что возможность и целесообразность использования спиновых волн для обработки сигналов обусловлено их низкой скоростью по сравнению со скоростью света, большинство вопросов, подробно рассмотренных в данном пособии, ранее в учебной литературе не рассматривались и освещались лишь в периодических изданиях и трудах научных конференций, которые были практически недоступны студентам. Целесообразность издания настоящего пособия, имеющего междисциплинарный характер, обусловлена необходимостью обеспечения учебного процесса по образовательным программам бакалавриата и специалитета по дисциплинам: «Электроника» и «Специальные радиоэлектронные устройства».

Рассмотрены вопросы построения моделей MatLab систем спектрального анализа в пространстве частот Фурье и Меллина, а также модели прикладных систем обработки сигналов при различных видах скремблирования и шифрования с использованием технологии MatLab. Приведены примеры создания рассмотренных алгоритмов в приложениях систем передачи информации.

Соответствует программе курса «Схемотехника радиоэлектронных устройств» для студентов всех форм обучения по направлению «Радиотехника».

Рассмотрены вопросы разработки апертурных антенн в печатном исполнении; 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 зеркальных антенн с плоскими рефлекторами, планарных линз, печатных фазированных антенных решеток и т.д. Описан комплекс вычислительных программ автоматизированного проектирования апертурных антенн в печатном исполнении. Исследованы электродинамические характеристики антенн данного класса и даны рекомендации для их автоматизированного проектирования. Теоретические материалы подкреплены результатами экспериментальных исследований и примерами расчетов.

В учебном пособии изложены основные аспекты математического моделирования неавтономных блоков конформной РЭА и ЭВА и применения совокупности электрорадиотехнических методов для инвариантного синтеза графических и аналитических многополюсных операторов теории систем электронных приборов (ЭП), соединенных в единое целое питающими проводами. Актуальность подобной формализации нелинейных электрических эффектов и явления регенерации в электронной цепи обусловлена решением задачи корректного проектирования оригинального конструктивно-технологического исполнения вакуумной и полупроводниковой электронной компонентной базы. На основе алгоритмов символьного анализа колебательных процессов в электромагнитном поле изделий технической электроники и наноэлектроники проведена оценка влияния самопроизвольно возникающих и контролируемых обратных связей на граничные условия, реализующие режимы рекуперации и усиления сигналов ЭП. Они позволяют получить наглядные импедансные критерии, необходимые для достоверного прогнозирования уменьшения энергопотребления и повышения диапазона рабочих частот аналоговых и цифровых устройств различного назначения.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Физико-химические основы нанотехнологий». Приведено описание методов и средств поиска литературных источников, рассмотрены принципы и структура составления реферата и оформления презентации. Указаны основные требования к оформлению и представлению реферата, а также к защите и оценке работы на мини-конференциях.

Рабочая тетрадь Workbook 2 разработана для самостоятельной работы студентов с целью качественной подготовки к аудиторным занятиям при работе с мультимедийным учебным пособием English in the Digital Age, Student’s Book 2. Издание содержит разнообразные упражнения, при выполнении которых студенты закрепляют навыки, полученные во время аудиторных занятий, повторяют грамматический материал, расширяют лексический запас и развивают навыки самостоятельного поиска нужной информации в англоязычной информационно-образовательной среде.

Предназначено для аудиторной работы студентов младших курсов технических специальностей, изучающих английский язык. Вторая книга базового курса состоит из трех модулей (4–6), содержащих современные аутентичные тексты, целью которых является развитие коммуникативной, лингвострановедческой и социокультурной компетенций. Издание также содержит ссылки на аудио- и видеоматериалы из открытых источников англоязычной информационно-образовательной среды и разнообразные лексико-грамматические упражнения. Тексты и упражнения знакомят студентов с историей развития современных средств коммуникации и компьютерных технологий, с новейшими разработками в области связи, компьютерных технологий и космических исследований.

Дано описание основных физических явлений при воздействии ускоренных потоков электронов, ионов и газоразрядной плазмы на поверхность обрабатываемых изделий. Рассмотрены ключевые операции изготовления микро- и наноструктур: нанесение тонких пленок в вакууме, вакуумно-плазменное травление и ионная имплантация. Акцентировано внимание на взаимосвязи между характеристиками технологических операций и показателями качества получаемых микро- и наноструктур. Приведены физико-химические модели расчета основных режимов элионной обработки.

Настоящее пособие подготовлено к изданию на основе конспекта лекций профессора Г.М. Мосягина по дисциплине «Теория оптико-электронных систем», которые он читал студентам кафедры «Лазерные и оптико-электронные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Целью дисциплины является эффективное освоение методов математического моделирования оптико-электронных приборов, используемых при выполнении базовых проектных процедур анализа и параметрической оптимизации.

Представлены современные подходы к модернизации существующих производств в различных секторах экономики на конкретных примерах компоновки средств доставки лазерного излучения (портальных, роботизированных, орбитальных). Приведены лучшие мировые практики производства лазерных технологических комплексов, компонентов интеллектуальной оснастки и реализации на их основе гибких производственных ячеек. Пособие призвано сформировать базовые компетенции у специалистов, участвующих в принятии решений по модернизации производства посредством создания на предприятии безлюдных зон, построенных на базе лазерных технологий.