Электротехника

Рассмотренывариантыипутисовершенствованиявосходящихлинийсвязиспутниковыхтелекоммуникационных систем с использованием коротких LDPC-кодов. Приведены особенности построения коротких LDPC-кодов, заключающиеся в поиске циклов длины 4 и 6 в проверочных матрицах, что позволяет повысить энергетический выигрыш более чем на 0,5 дБ при вероятности ошибки менее 10-4. Выбраны оптимальные варианты проверочных матриц для коротких кодов LDPC (128,64), (256,128) и (512, 256). Представлены результаты имитационного моделирования, подтверждающие, что короткие LDPC-коды демонстрируют существенный энергетический выигрыш по сравнению с кодами БЧХ и могут быть использованы в перспективных спутниковых системах связи

Разработан двухдиапазонный тепловизионный прибор, работающий в спектральных диапазонах 3—5 и 8—12 мкм, на основе матричных фотоприемных устройств формата 256×256 элементов, позволяющий производить измерение температуры объектов и их коэффициентов излучения. Описан ряд проведенных с помощью прибора измерений, приводится метод определения температуры и коэффициента излучения.

Концепция Интернета Вещей [1] находит свое применение не только в виде всепроникающих сенсорных сетей [2], сетей автомобильного транспорта [3], но и на уровне наномира. Интернет нановещей [4], еще вчера казавшийся более мечтой, чем реальной перспективой, сегодня вышел из концептуальной стадии развития и стал предметом исследовательской деятельности во многих лабораториях мира. Нановещи объединяются в наносети, среди которых выделяются электромагнитные и молекулярные [2]. В статье приводятся результаты исследований в области бактериальных молекулярных наносетей.

Позиционирование объектов в сенсорных сетях вызывает все больший интерес в связи с развитием сетей локальной и персональной радиосвязи, беспроводных сенсорных сетей. В системах связи малого радиуса действия, основанных на принципах радиолокации, точность определения расстояния обратно пропорциональна полосе частот зондирующего радиоимпульса [1]. По этой причине сверхширокополосные системы очень привлекательны для определения местоположения мобильного объекта. При прочих равных условиях они позволяют достигать более высокой точности позиционирования [2]. Для повышения точности локализации значительные усилия направлены на поиск факторов, влияющих на точность нахождения координат [3].

Радиосвязь на радиотрассах в декаметровом диапазоне частот (1,5–30 МГц) осуществляется с отражением от слоев ионосферы. Свойства ионосферы не являются статичными, в течение суток они постоянно изменяются. Имеются и сезонные трансформации ионосферы. В связи с этим в течение суток изменяются максимально применимые частоты (МПЧ), оптимальные рабочие частоты (ОРЧ) и наименьшие применимые частоты (НПЧ). Для обеспечения надежной радиосвязи заданного качества требуется учитывать состояние ионосферы как при планировании радиосвязи, так и в ходе повседневной деятельности независимо от ведомственной принадлежности радиотрасс. Необходимость знать текущее состояние ионосферы резко возрастает в случаях резких колебаний параметров ионосферы при магнитных возмущениях, обусловленных активностью Солнца.

Эффективность эксплуатации линейно-кабельных сооружений волоконно-оптических линий передачи (ЛКС ВОЛП) во многом определяется эффективностью организации их технического обслуживания (ТО). При этом вопросам надежности ВОЛП уделяют особое внимание как на этапе их проектирования, так и на этапах строительства и эксплуатации. Наиболее целесообразным при проведении указанных работ представляется использование стратегий ТО и эксплуатации ЛКС, основанных на прогнозирующих моделях, позволяющих осуществлять мониторинг компонентов сети [1-5].

В мировой практике существует несколько подходов к изучению сетей мобильной связи, начиная c непосредственных измерений на реальной сети и заканчивая аналитическими, математическими выкладками. Если сеть уже существует, для определения ключевых показателей и их оптимизации применяются протокольные анализаторы, драйв-тесты, проводимые операторами посредством специализированного оборудования, и т.д. Эти методы весьма недешевы и зачастую довольно трудоемки.

В статье [1] были представлены исследования поведения узла коммутации NGN (сети следующего поколения) при резком росте обслуживаемого трафика. Предложенная модель позволила получить ряд полезных аналитических соотношений. В заключительной части той статьи было отмечено, что необходимо провести исследования для более общих предположений относительно характера поступающего трафика и дисциплин его обслуживания. С этой целью была создана имитационная модель, основные результаты разработки которой содержатся в данной статье. В качестве трех важнейших характеристик модели исследуются нормированные в рекомендации ITU-T Y.1541 [2] математическое ожидание времени задержки IP-пакетов между двумя интерфейсами (пользователь – сеть) – IPTD, вариация этой же случайной величины – IPDV и вероятность потери IP-пакетов – IPLR.

Согласно данным Ассоциации по контролю за мошенничеством (Communication Fraud Control Association, CFCA) [1], направленным на использование услуг связи без их оплаты (fraud), ежегодные потери операторов традиционных сетей связи из-за фрода составляют 3–5% доходов, и они ежегодно растут. Потери операторов от угроз фрода в сетях передачи голосовых данных по сетям IP (Voice over IP, VoIP) еще выше. Не менее разорительны для операторов и другие угрозы информационной безопасности (ИБ) в сетях связи, такими, например, как DoS-атаки (отказ в обслуживании), следствием которых является прекращение выполнения некоторых функций сети. DoS-атакам подвержены и сети ТфОП/ISDN (далее эту сеть будем обозначать ТфОП). В работах [2–4] приводится анализ таких атак, создаваемых злоумышленником с помощью нелегитимных сообщений обновления маршрутизации в сети общеканальной сигнализации ОКС-7.

Рассмотрено влияние сверхкоротких электромагнитных импульсов на типовую структуру всепроникающей сенсорной сети. Приведено формализованное описание задачи по повышению помехоустойчивости USN на базе вычисления коэффициента сохранения эффективности сети. Предложено решение, в результате которого можно определить варианты применения методов и средств защиты в USN, обеспечивающих заданный показатель коэффициента сохранения эффективности и повышения стойкости сети. Решение представлено в виде пошагового описания четырех этапов, на основе которых выбираются методы защиты с минимальной стоимостью на разработку и внедрение в элементах USN.

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

Исследования трафика всепроникающих сенсорных сетей показали, что свойства потока трафика при передаче изображений зависят от доли узлов сети, передающих эти данные. При увеличении доли узлов изменяется степень самоподобия трафика (коэффициент Хёрста). Получена зависимость коэффициента Хёрста от доли узлов, передающих изображения, причем было показано, что эта зависимость имеет выраженный максимум. Проведен анализ влияния числа объединяемых потоков трафика на величину коэффициента Хёрста. Дается теоретическое обоснование данного явления, а также исследуется зависимость свойств потока обслуженных заявок от интенсивности входящего трафика для всепроникающие сенсорных сетей

Коэффициент избытка воздуха является важным фактором, который влияет на экономичность эксплуатации котлоагрегата. Накопленная статистика по оптимальным значениям коэффициента избытка воздуха для различных видов топлив сильно отличается от значения для водоугольного топлива и, в частности, для искусственного композиционного жидкого топлива. Так как этот вид является новым топливом, данные по значению коэффициента избытка воздуха для него отсутствуют. В данной статье предложен метод теоретического определения избытка воздуха при факельном горении водоугольного топлива в камерной топке.

Приведены результаты экспериментальных исследований спектральных характеристик искровых разрядов и их электромагнитного излучения с использованием искусственного грозового облака. Вейвлетный анализ (вейвлет «Мексиканская шляпа») был использован для определения спектральных характеристик тока разряда и сигналов. В сигналах, регистрируемых антеннами, максимальные частоты (до нескольких сотен МГц) наблюдались на временных интервалах, соответствующих нарастанию, максимуму и спаду тока финальной стадии разряда между искусственных грозовым облаком и землей. Анализ некоторых экспериментальных данных показал, что такие высокие частоты проявляются в случаях, когда мощная стримерная корона формируется с части канала главного разряда вблизи границ заряженного и часто соответствуют облачной части формирования разряда. Установлены зависимости между параметрами тока разряда, его электромагнитного излучения и вейвлетными характерными частотами для временных интервалов, соответствующих нарастанию и спаду тока финальной стадии разряда.

Приведены результаты экспериментальных исследований формирования восходящих лидеров с моделей молниеотводов и защищаемых объектов при воздействии искусственного грозового облака отрицательной полярности. Выявлены два варианта развития восходящего лидера: непрерывный и с остановкой в промежутке. Установлено, что среднее значение тока восходящего лидера для случая непрерывного развития лидера в промежутке в 1,4 раза больше, чем для случая, где имеет место остановка лидера. Найдено, что встречный нисходящий лидер из искусственного грозового облака в целом отклоняется от вертикали больше, чем восходящий лидер с модели молниеотвода или объекта. Показано существенное влияние формы и размеров моделей молниеотводов и объектов на вероятность их поражения разрядом из облака. Определены оптимальные размеры стержневых и тросовых молниеотводов, обеспечивающие опережающий старт с них восходящих лидеров по сравнению с формированием восходящих лидеров с защищаемых объектов.

Рассмотрено применение компьютерных тренажеров энергоблоков Т-250 и ПГУ-450 на базе имитационных и аналитических моделей в качестве научно-исследовательского аппарата для проведения модельных исследований. Показана необходимость оценки адекватности тренажера реальному объекту, описаны методика проверки адекватности и примеры для статических и динамических процессов. Дан перечень задач АСУ ТП, в исследовании которых тренажеры нашли применение. Приведены результаты исследований оценки влияния температуры наружного воздуха на максимальную и минимальную мощности и величину регулировочного диапазона ПГУ на тренажере энергоблока ПГУ-450.

В рассматриваемой статье приводятся результаты исследования регулятора перемещения электрода, построенного на базе дискретного привода с шаговым электродвигателем, максимально удовлетворяющего специфическим требованиям рассматриваемого класса механизмов.

Исследуется эффективность текстурных признаков на основе градиентных тензоров в задаче сегментации изображений, содержащих текстуры со структурной избыточностью. Показано, что использование банка полосовых гауссовских фильтров при формировании пространства признаков, инвариантного к сдвигу и повороту текстуры, улучшает качество работы алгоритма сегментации. Приведены примеры, демонстрирующие применение текстурных признаков в задаче сегментации при неизвестном количестве классов текстур, содержащихся на изображении.

В статье приведены краткий анализ существующих ультразвуковых расходомеров, их достоинства и недостатки. В работе предлагается акустические шумы потока использовать в качестве полезного источника звуковых колебаний. Из акустических шумов потока с помощью резонатора Гельмгольца создается акустическая метка и по скорости ее прохождения между приемниками-гидрофонами определяется скорость потока, т. е. расход.

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.

В учебном пособии рассматриваются принципы работы и конструктивные особенности инверторов и преобразователей частоты, применяемых в системах регулируемого автоматизированного электропривода.

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.

В издании содержатся индивидуальные задания по дисциплине «Теория электрических цепей (ТЭЦ)».

Излагаются основные сведения по расчету направленных свойств возбужденных поверхностей в свободном пространстве. Изложение материала сопровождается примерами и результатами расчета параметров с применением популярного программного продукта Mathcad 14. Приводятся условия ряда задач для самостоятельного решения. Все задачи, как правило, с ответами. В качестве примера приводится подробное решение пяти типовых задач. Формулируются вопросы для самоконтроля качества усвоения материала.

В методической разработке рассматриваются вопросы исследования рабочего затухания и параметров взаимного влияния между цепями симметричных кабелей связи на сетях широкополосного абонентского доступа в рабочем диапазоне частот систем xDSL. Приводятся нормы на указанные параметры для различных систем xDSL.

Данная методическая разработка представляет собой подборку исторических фактов, упорядоченных по тематике и хронологии. Параллельно рассматриваются 3 линии развития: История создания элементной базы электроники, История развития информационно-вычислительной техники, История телекоммуникаций. Авторы-составители использовали как широко опубликованные, гак и малоизвестные исторические материалы, с тем чтобы по возможности дать полную картину прогресса человеческой мысли - творческих исканий первооткрывателей, изобретателей, исследователей, инженеров, давших миру современные информационно-вычислительные и телекоммуникационные технологии и сделавших их доступными всему человечеству. Выпуск этой брошюры приурочен к 50-летию первого выпуска специалистов нашим вузом - КЭИС-ПИИРС-ПГАТИ-ПГУТИ. Наши выпускники принимают достойное участие в освоении мирового опыта, в научных исследованиях, изобретательской и инженерной деятельности в сфере инфокоммуникаций. Материалы брошюры могут быть использованы как подспорье в изучении предмета «Введение в специальность», в повседневной работе технических кафедр в качестве справочного материала.

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

О системах, призванных упорядочить использование мобильных устройств на предприятиях, преимуществах, предоставляемых использованием мобильных технологий для выполнения корпоративных задач, и перспективах развития этого сегмента рынка рассказывает директор по системным решениям Департамента информационных технологий компании КРОК Игорь Малышев.

Пособие составлено в соответствии с ФГОС ВПО и программой дисциплины «Инженерные системы зданий и сооружений (электроснабжение с основами электротехники)», содержит теоретические сведения и разработки для выполнения практических задач по дисциплине. Предназначено для студентов направления подготовки 270800.62 – Строительство, профили подготовки: «Городское строительство и хозяйство», «Промышленное и гражданское строительство», «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Пособие составлено в соответствии с ФГОС ВПО и включает методику и порядок выполнения лабораторных работ, указания по технике безопасности и перечень вопросов для защиты работ. Предназначено для студентов направления подготовки 270800.62 – Строительство, профили подготовки: «Городское строительство и хозяйство», «Промышленное и гражданское строительство», «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Пособие составлено в соответствии с ФГОС ВПО, содержит теоретические сведения, необходимые для подготовки к занятиям. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 270800.62 – Строительство, профили «Городское строительство и хозяйство», «Промышленное и гражданское строительство», «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Содержат описание выполнения лабораторной работы по дисциплине «Регулируемый электропривод» Методические указания составлены с использованием материалов, предоставленных заводом-изготовителем стенда НТЦ-07.25 «Основы электропривода и преобразовательной техники с МПСУ».

Систематически изложен лабораторный курс «Источники вторичного электропитания», который охватывает основные типы линейных и импульсных однотактных источников питания. Приведено описание девяти лабораторных работ. Для каждой работы даны: теоретическое введение с изложением физического принципа работы изучаемой схемы; краткий вывод и строгое обоснование основных рабочих формул с указанием границ их применимости; описание экспериментальной установки; программа работы и методические рекомендации по обработке результатов; список контрольных вопросов и рекомендованной для самостоятельного изучения литературы. Каждая работа сопровождается подробным теоретическим материалом в форме конспективного изложения основных разделов лекций, поэтому данное пособие может быть полезно студентам при подготовке к экзамену по теоретическому курсу.

В учебно-методическом пособии приводятся методики оценки физико-химических свойств материалов: определение плотности и пористости материалов, изготавливаемых методами порошковой металлургии, измерение удельного электросопротивления материалов, измерение удельной электропроводимости растворов электролитов, исследование скорости электрохимической коррозии, получение гальванических покрытий.

В издании даны описания пяти лабораторных работ, позволяющих экспериментально пронаблюдать преобразование детерминированных сигналов в нелинейных радиотехнических цепях и проверить методы математического описания этих преобразований. В практикуме приведены порядок выполнения работ, требования к оформлению отчетов, рекомендации по подготовке к работам, а также расчетную часть. Приведены основные расчетные соотношения.

Учебно-методическое пособие содержит краткое описание методики измерения полевых и импедансных характеристик антенн. Приведены схемы измерений. Рассмотрены особенности снятия диаграмм направленности, измерения коэффициента усиления, исследования поляризационных свойств формируемого антенной поля. Изложены методики измерения коэффициента стоячей волны на входе антенны, коэффициента отражения и комплексного входного сопротивления.

Кратко изложено описание процессов рассеяния и поглощения при взаимодействии электромагнитного излучения оптического диапозона с различными средами. Приведены основные расчетные формулы. Рассмотрены применения результатов решения прямых и обратных задач светорассеяния в медицине и биологии. Дана методика измерения индикатрис рассеяния с применением волоконно-оптических датчиков.

Кратко изложены основные принципы работы лазеров, дан обзор их возможных медицинских применений, приведены сведения из теории полупроводниковых лазеров. Рассмотрены перспективы применений полупроводниковых и волоконных лазеров в медицине ближайшего будущего, их преимущества (высокий КПД, надежность, многофункциональность, малогабаритность, экономичность, электробезопасность и т.д.). Практическая часть посвящена исследованию геометрии пучка излучения лазерного терапевтического аппарата типа «Узор» и волоконно-диодного модуля ДЛ-l. Предложена методика измерения поперечных размеров излучающей площадки полупроводникового активного элемента и числовой апертуры волоконного световода. Даны контрольные вопросы для закрепления знаний и навыков,полученных в процессе выполнения лабораторной работы. Приведен список литературы для более углубленного изучения затронутых вопросов.

Содержат теоретические сведения, необходимые для изучения основных схем асинхронных и синхронных триггеров в статическом режиме. Знакомят с функциональными возможностями триггеров, разными способами хранения информации в них. Рассматривают логику функционирования триггеров с раздельной установкой состояния 1 и 0 (RS-триггеры); счетным входом (T -триггеры); приемом информации по одному входу (D-триггеры); универсальные триггеры с раздельной установкой состояния 0 и 1 (JK-триггеры).

Знакомят с основными логическими элементами и их функциональными возможностями для построения сложных устройств. Рассмотрены простейшие основные (базовые) логические элементы, реализующие логические функции на элементах комбинационного типа.

Методические указания посвящены вопросам моделирования и анализа радиотехнических устройств на примере усилителя низких частот с использованием программно-аппаратной платформы Advanced Design System (ADS) фирмы Agilent Technologies. Рассмотрены основные вопросы создания и редактирования проектов, моделирования и отображения результатов в ADS.

Изложены краткие теоретические сведения по теории переходных процессов с одним и с двумя накопителями энергии. Приведен порядок выполнения лабораторной работы.

Представлены математический пакет МАTLAВ и его приложения для визуального моделирования силовых электрических устройств. На примере однофазной однополупериодной схемы выпрямления рассмотрены принципы построения моделей тиристорных преобразователей. Показаны особенности работы многофазных преобразователей в выпрямительном и инверторном режимах с нагрузкой в виде якорной цепи двигателей постоянного тока, а также построенных на их основе непосредственных преобразователей частоты для управления асинхронными двигателями. Приведены основные теоретические сведения по указанным разделам курсов и задание для выполнения работы.

Приведены описание и методика выполнения двух лабораторных работ, связанных с измерениями характеристик (цепей с сосредоточенными параметрами. На примере измерения сопротивления резисторов, емкости конденсаторов и индуктивности дросселей приведена оценка возможностей двух методов измерений: мостового и резонансного. Особенностью работ является подробное изучение применяемых приборов и анализ точности полученных результатов.

Рассмотрены основные области применения, конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики импульсных ксеноновых ламп, инженерные методы расчета параметров электротехнического контура ламп, термодинамических, переносных и оптических свойств низкотемпературной неидеальной ксеноновой плазмы и спектрально-яркостных характеристик. Даны рекомендации по выбору оптимальных режимов работы импульсных трубчатых ламп и примеры расчета параметров плазмы и рабочих характеристик ламп, применяемых для решения практических задач.

Рассмотрены основные методы расчета трехфазных электрических цепей и порядок построения векторных диаграмм. Дано краткое описание лабораторного стенда. Приведен порядок выполнения работы.

Рассмотрены основные методы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока и методы его торможения, приведены соответствующие схемы включения, формулы, необходимые для расчета исследуемых характеристик двигателей, выпускаемых в настоящее время промышленностью.

Методические указания содержат основные теоретические сведения, необходимые для понимания работы регистров, и знакомят с основными способами кодирования информации цифровыми сигналами, а также с алгоритмами сложения и вычитания чисел.

Содержат основные теоретические сведения, необходимые для понимания, анализа работы счетчиков и дешифраторов. Рассмотрено целевое назначение счетчиков, простых и реверсивных.

В методических указаниях представлена лабораторная работа, в процессе которой проводится исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором; экспериментально определяются основные технические данные двигателя; рассмотрены устройство, принцип действия, характеристики двигателя.