Радиотехника. Электроника

В работе рассмотрены методы определения координат источников радиоизлучения MUSIC и BS-MUSIC, методы снижение вычислительной сложности и размерности антенной решетки. Приведены численные оценки точности определения координат источников радиоизлучения классическим методом MUSIC, а также после предварительного преобразования ортогональными диаграммами направленности в зависимости от отношения сигнал/шум, числа лучей и времени усреднения корреляционной матрицы

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.

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

Материал монографии ППС кафедры УКС МГОТУ по результатам обобщения их многолетнего опыта работы в образовательных и научно-исследовательских учреждениях.

Публикуются статьи по широкому спектру теоретических и прикладных проблем радиоэлектроники, связи и физической электроники.Тематические рубрики журнала охватывают все важнейшие области радиотехники и электроники, такие как электродинамика, теория распространения радиоволн, обработка сигналов, линии передачи, теория и техника связи, физика полупроводников и физические процессы в электронных устройствах, применение методов радиоэлектроники и радиоэлектронных устройств в биологии и медицине, микроэлектроника, наноэлектроника, электронная и ионная эмиссия и т.д.

Основан в 1972 г. Публикуются статьи, посвященные технологическим, физическим и схемотехническим аспектам микро- и наноэлектроники. Особое внимание уделяется новым тенденциям в литографии, травлению, легированию, осаждению и планаризации на субмикронном и нанометровом уровнях, плазменным технологиям, молекулярно-пучковой эпитаксии и сухому травлению, а также методам исследования и контроля поверхностей и многослойных структур. Обсуждаются вопросы приборно-технологического моделирования и диагностики технологических процессов в реальном времени. Публикуются статьи о полупроводниковых приборах на базе новых физических явлений, таких как квантовые размерные эффекты и сверхпроводимость.

Показано, что разрабатываемые средства комплексного контроля качества предназначены для функционирования в неблагоприятных условиях. Для количественного сравнения рассмотренных информационных структур и режимов их функционирования в системе комплексного контроля качества введены критерии оценки их создания и эксплуатацию. Получены соотношения, позволяют определить количественные оценки эффекта при контроле и разности этого эффекта и приведенных затрат любого комплексного средства контроля, в частности, участка контроля качества контактирования в распределенных информационноизмерительных системах, при рассмотрении централизованной структуры комплексной системы диагностирования

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

Разработан способ определения длительности суперфрейма обратного канала спутниковой сети стандарта DVB-RCS, обеспечивающий эффективное использование выделенной сети частотной полосы. Основное отличие разработанного способа от известных ранее заключается в определении длительности суперфрейма, позволяющее сократить время на процедуру формирования частотно-временного плана и нахождения пакетных данных в буфере спутникового терминала

В статье предлагается метод повышения помехоустойчивости сигнально-кодовых конструкций c OFDM, основанный на использовании в качестве сигнального базиса при формировании канальных сигналов собственных векторов субполосных матриц со значением собственных чисел, близких к единице. Показано, что его применение позволяет повысить устойчивость к влиянию флуктуационных, узкополосных и импульсных помех в 2 раза по сравнению с OFDM сигналами, построенными на основе базиса Фурье

Предложен способ формирования запроса динамического резервирования пропускной способности частотно-временного плана суперфрейма, обеспечивающий эффективное использование ресурса выделенного спутниковой сетью интерактивного доступа

Представлена модель канала передачи измерительной информации в виде зависимости выходного сигнала от входного воздействия, аппроксимируемой степенным полиномом. Получены выражения для коэффициентов аппроксимации в случае передачи импульсного испытательного сигнала и приведен пример их расчета по результатам компьютерного моделирования канала программными средствами Electronics Workbench

В статье предлагается метод повышения устойчивости сигнально-кодовых конструкций c OFDM к влиянию нестабильностей опорных генераторов приемной аппаратуры, основанный на использовании в качестве сигнального базиса при формировании канальных сигналов, собственных векторов субполосных матриц со значением собственных чисел, близких к единице. С использованием компьютерного моделирования показано, что применение предлагаемого подхода позволяет повысить устойчивость к влиянию частотного джиттера опорного генератора на 2,5 дБ по сравнению с OFDM-сигналами, построенными на основе базиса Фурье.

В статье предложено использовать приоретизацию в сетях Wi-Fi с плотным распределением устройств. Сначала производится классификация трафика по типам, после – объединение точек доступа по группам в зависимости от обслуживаемого типа трафика. Приоритезация выполнена в два этапа – конкуренция между станциями, принадлежащими одной точке доступа, которая дифференцирует разные типы трафика с разными требованиями к задержке, и конкуренция между точками доступа в одной группе

Для широкого класса помех (для ультразвуковой дефектоскопии это структурные шумы) проведен синтез робастного непараметрического когерентного обнаружителя радиоимпульсов, у которых неизвестными являются несущие частоты и начальные фазы. Подобные радиоимпульсы широко применяются в современных информационных системах и могут использоваться в ультразвуковой дефектоскопии со сканированием, причем при диагностировании возможны условия зондирования движущихся элементов конструкции. При синтезе применяется новый условнопараметрический робастный метод, основывающийся на теории робастных статистик, марковских случайных процессов, стохастических нелинейных систем и использующий слабые условия полученного критерия оптимального робастного обнаружения сигналов на фоне помех

Рассмотрены базовые положения современного представления о строении и отдельных свойствах микрообъектов от молекул до наноструктур. Изложены основы специально разработанной для описания и теоретического исследования микромира квантовой механики. Специальный раздел посвящен вопросу о физической природе химических связей. В связи с широким применением в строительстве лазеров рассмотрен принцип их действия. Заключительная часть пособия особенно важна для понимания свойств нанообъектов и посвящена вопросам, связанным с физическими процессами на границе микро- и макромиров. Особое внимание уделено проявлению соотношений числа пограничных и внутренних атомов общей структуры.

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

Представлена модель канала передачи измерительной информации в виде зависимости выходного сигнала от входного воздействия, аппроксимируемой степенным полиномом. Получены выражения для коэффициентов аппроксимации в случае передачи импульсного испытательного сигнала и приведен пример их расчета по результатам компьютерного моделирования канала программными средствами Electronics Workbench

Рассмотрены основные задачи развития НК и ТД, сформулированные научным сообществом. Приведены примеры современных разработок приборов, использование которых наиболее перспективно в атомной отрасли

Предлагается в развитие [1, 2] метод синтеза структуры систем информационной безопасности для обеспечения конфликтной устойчивости взаимодействия социально-экономических организаций на основе «накрытия» множества объектов воздействия конкурирующих организаций её элементами (подсистемами, комплексами и средствами).

Это практическое руководство для тех, кто делает первые шаги в робототехнике на платформе Arduino. С этой книгой вы разберетесь в основах электроники, научитесь программировать в среде Arduino IDE, работать с печатными платами Arduino, инструментами, соблюдать правила безопасности и многому другому. Вы также сможете выполнить разнообразные проекты и оценить невероятный потенциал Arduino, который вдохновит вас на творчество и изобретения, ограниченные только вашим воображением.

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).

Для анализа случайных нестационарных сигналов используется метод спектрального разложения в адаптивном секвентном базисе. Эффективность подхода показана на конкретных примерах. Приводится описание устройства для спектральной обработки экстремумов нестационарных сигналов, реализующее предложенный метод

В статье рассматривается задача различения неортогональных сигналов с многопозиционной фазовой и амплитудно-фазовой модуляцией на фоне гауссовских помех. В качестве решающего правила выбран критерий максимального правдоподобия. При теоретическом анализе вероятностей ошибок решающего правила возникают многомерные нормальные интегралы с вырожденной корреляционной матрицей. Поскольку вычисление таких интегралов не разработано, на практике применяются или оценки вероятности ошибок в виде границ сверху, или эвристические приемы для некоторых частных случаев. Применение метода Монте-Карло для нахождения вероятностей ошибок в этом случае является нетривиальной задачей, поскольку формирование многомерных нормальных векторов, использующее разложение Холецкого вырожденной корреляционной матрицы, невозможно. В данной работе предложен способ вычисления многомерных нормальных интегралов с вырожденной корреляционной матрицей. Расчеты основаны на методе возмущения корреляционной матрицы системы сигналов и интегрировании обобщенных функций. Эта процедура может производиться путем возмущения собственных значений корреляционной матрицы или путем возмущения созвездия сигналов. Метод возмущений вырожденной корреляционной матрицы позволяет вычислять многократные нормальные интегралы любой кратности. Результатом расчетов могут быть как точные аналитические формулы, так и первые приближения быстро сходящихся рядов. В качестве примера для систем с 2- и 4-позиционной фазовой модуляцией получены точные аналитические выражения для вероятностей ошибок, совпадающие с выражениями, полученными другими методами.

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

Разработан СВЧ-плазмотрон атмосферного давления с мощностью питания 600 Вт для прикладных задач. Выполнен расчет, оптимизация, настройка и исследование резонаторной рабочей камеры плазмотрона штыревого типа. Проведено экспериментальное исследование рботы СВЧ-плазмотрона

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.

Представлены основные теоретические положения формирования, оценки качества и обработки фазомодулированных и частотно-дискретных широкополосных сигналов на основе линейных и нелинейных псевдослучайных последовательностей, а также сверхширокополосных сигналов. Эти положения необходимы для решения задач синтеза и анализа перспективных помехозащищенных систем связи, радионавигации и радиолокации. Пособие содержит примеры решения задач и перечень задач для самостоятельной работы студентов.

Изложены математические основы надежности, показатели долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости. Представлены аналитические зависимости между основными показателями надежности. Обоснован выбор показателей, а также определены факторы, влияющие на них. Предназначено для обеспечения учебных занятий по курсу «Основы надежности радиоэлектронных средств».

В учебном пособии рассмотрен комплекс вопросов, связанных с аналоговой и аналого-цифровой схемотехникой информационно-измерительных систем (ИИС) и систем управления. Подробно описаны компоненты таких систем (микроэлектронные сенсоры, усилители сигналов, аналого-цифровые преобразователи и устройства отображения информации). Приведены схемы включения элементов ИИС и систем сбора данных (ССД), анализ их погрешностей, программы схемотехнического моделирования элементов ССД в пакете Multisim фирмы National Instruments.

В монографии подробно представлены начальные понятия, принципы работы, свойства, поведение и построение самосинхронных схем. Приведены примеры комбинационных и последовательностных схем, а также результаты экспериментальной проверки их уникальных свойств. Изложение ведется с позиций нового, функционального подхода, основанного на исследовании логических функций, описывающих элементы схем, без привлечения методов теории автоматов. Аналогов данного подхода ни в отечественной, ни в зарубежной литературе не отмечено.

В книге изучается дифракция электромагнитных волн на телах, бóльших по сравнению с длиной волны. Развиваются приближенные и строгие методы исследования. Полученные результаты проливают свет на природу таких явлений, как дифракция Френеля, теневое излучение, деполяризация обратного рассеяния, процесс формирования краевых волн и т. д.

Подробно рассмотрены фундаментальные физические эффекты и электронные процессы, характерные для наноразмерных структур. Описаны принципы функционирования и типы наноэлектронных приборов для обработки информации. Приведены нанотехнологические подходы, позволяющие формировать приборные структуры наноэлектроники и спинтроники. Наряду с обновленным и расширенным теоретическим материалом предыдущего издания в данное издание включены практические задачи и контрольные вопросы для самопроверки, призванные закрепить изучаемый теоретический материал.

Дано представление об основных маршрутах изготовления и конструкциях изделий микроэлектроники на основе кремния. Рассмотрены основные процессы создания интегральных схем: химическая и плазмохимическая обработка материала, введение примесей в кремний, выращивание окисла кремния и его охлаждение, литография, создание металлических соединений и контактов. Приведены методы моделирования процессов распределения примесей в полупроводниковых структурах.

В учебном пособии излагаются физические и технологические основы наноэлектроники, в том числе принципы функционирования и характеристики наноэлектронных устройств на базе квантово-размерных структур: резонансно-туннельных, одноэлектронных и спинтронных приборов. Рассматриваются особенности квантовых компьютеров, электронных устройств на сверхпроводниках, а также приборов нанобиоэлектроники. Каждая глава снабжена контрольными вопросами и заданиями для самоподготовки.

Рассмотрены основные направления развития современной электроники, использующей физические эффекты, имеющие место в наноструктурах. Проанализированы пути перехода от микро- к наноэлектронным приборам, приведены описания нанотехнологических процессов, элементов и приборов наноэлектроники и новых материалов, с которыми тесно связано развитие приоритетной области нанонауки и нанотехнологии.

Монография всеобъемлюще отражает самые последние сведения в области изучения и применения нанотрубок за последние двадцать лет. Приведена информация о методах их получения, структуре, электронных, оптических, механических, магнитных и эмиссионных свойствах. Описаны во многом удивительные изобретения, полученные с помощью этих новых материалов: одноэлектронный, полевой и квантовый нанотранзисторы, химические сенсоры, источники оптического и рентгеновского излучения, логические элементы, ячейки памяти и даже радиоприемник на одной-единственной углеродной нанотрубке. Значительное внимание уделено расчетам электронного строения нанотрубок с помощью метода линеаризованных присоединенных цилиндрических волн. Один из разделов книги посвящен новому направлению в науке — наноэлектромагнетизму.

В книге представлены базовые понятия теории переходной схемотехники, необходимые для разработки новой элементной базы суперкомпьютеров различных типов. Теорию переходной схемотехники отличает новая компонентная концепция синтеза наноструктур, в которой минимальным компонентом для синтеза схем является не транзистор, а материал и переход (связь) между материалами. Приводятся данные экспериментального 2D и 3D моделирования физических и электрических процессов в кремниевых переходных наноструктурах с минимальным топологическим размером 10–20 нм и сравнительный анализ четырех типов схемотехник.

Книга посвящена описанию основных физических принципов, структур и методов моделирования, а также тенденций развития современной и перспективной кремниевой наноэлектроники с технологическими нормами менее 100 нм. Может быть использована в учебном процессе при подготовке учебных курсов «Физические основы наноэлектроники», «Наноэлектронные технологии», «Физика микроэлектронных структур».

В учебнике изложены общие представления о нанотехнологии, ее концептуальные проблемы. Затронуты вопросы самоорганизации и синергетики в наномире, проанализированы возможности нанометрологии. Рассмотрены специфические особенности и проблемы наномира.

Рассматривается моноатомная наноуглеродная структура — графен, который предопределяет развитие многих инновационных сфер научной и промышленной деятельности. Техника графена составляет базис индустрии будущего — Шестого технологического уклада: плазмоники, фотоники, спинтроники, биоинформатики, терагерцевой наноэлектроники. Книга является первым систематизированным изложением графеновой нанотехники и содержит информацию, адаптированную для изучения текстов, касающихся графена.

В книге под редакцией известных ученых собраны статьи и обзоры видных специалистов в области нанотехнологий, посвященные растровой электронной микроскопии (РЭМ). С помощью РЭМ можно изучать свойства наночастиц, нанопроволок, нанотрубок, трехмерных наноструктур, квантовых точек, магнитных наноматериалов, фотонных кристаллов и биологических наноструктур. Рассмотрены различные типы РЭМ, включая просвечивающие микроскопы с высоким разрешением, рентгеновский микроанализ, новейшие методы получения изображения посредством обратно рассеянных электронов, а также методы электронной криомикроскопии для исследования биообъектов.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной формы обучения физического факультета Воронежского госуниверситета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной форм обучения физического факультета Воронежского госуниверситета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Дано краткое описание проекта по модернизации рабочих мест промежуточных испытаний пункта пооперационных испытаний ППК6-2. Рассмотрены технические решения запроектированной испытательной установки.

Представлены результаты экспериментальных исследований по резанию карбонатных горных пород лазерным излучением. Предлагается лазерный автоматизированный комплекс для оснащения карьерных комбайнов при технологической подготовке скальных пород к выемке.

Принято считать, что переход в жесткую равноускоренную неинерциальную систему отсчета (НСО) осуществляется при помощи известного преобразования Меллера. Однако в специальной теории относительности (СТО) не может быть такой ситуации, когда ускорение всех частиц среды в сопутствующей системе отсчета постоянно и одинаково и конгруенция мировых линий жесткая в смысле Борна. Анализ преобразования Меллера показал, что в базисе Ферми!Уолкера, к которому и относятся показания акселерометров, ускорения различных частиц не являются одинаковыми Таким образом, преобразование Меллера не описывают перехода к глобально равноускоренной НСО. Каждая из лагранжевых частиц движется с постоянным ускорением, но эти ускорения не равны друг другу. Ранее авторами доказана теорема, что в пространстве Минковского невозможно поступательное глобально равноускоренное и жесткое по Борну движение сплошной среды. Если помимо уравнений движения сплошной среды накладывать дополнительные условия на жесткость или вращения сплошной среды, вытекающие из физических соображений, то эти условия "выводят" движущуюся среду из плоского пространства - времени. На основе точного решения для поля заряда в НСО и сформулированного постулата эквивалентных ситуаций построена нелинейная теория связанных (несвободных) зарядов. Предложенный метод требует выхода за рамки плоского пространства времени, однако кривизна другой природы не связанная непосредственно с теорией тяготения Эйнштейна. Метод устраняет расходимость собственной энергии поля и делает классическую мезодинамику (как и электродинамику) внутренне непротиворечивой при переходе к любым достаточно малым расстояниям. Рассматривается принципиально новое направление исследования силовых полей, не всречавшееся в научной литературе ранее. Получено уравнение скалярного мезонного поля связанных нуклонов, релятивистское уравнение движения пробных нуклонов в поле связанных. Определена геометрия пространства - времени мезонного скалярного поля и найден тензор энергии - импульса этого поля. Вычислена энергия поля точечного протона, которая оказалась не бесконечностью, как в классической и квантовой электродинамике, а в точности совпадает с энергией покоя протона.

Анализируются функциональные требования к сетям 5G и параметры трафика для услуг видео высокой четкости и массивов M2M-устройств, которые к 2020 г. будут наиболее востребованными. Сформулированы критерии некоторых KPI, определяющих качество предоставления услуг в сетях 5G. Взяв за основу одну из парадигм развития будущей инфраструктуры 5G — виртуализацию сетевых функций, авторы предложили концепт функциональных блоков контроля и мониторинга QoS, реализуемых в виде части облачной инфраструктуры базовой сети SDN при помощи виртуальных функциональных модулей CQMF и CQCF.

Рассматриваются вопросы радиочастотного контроля, проводимого в целях обеспечения информационной безопасности предприятий. Экспериментальные исследования электромагнитных излучений анализируются применительно к решению задач обнаружения сигналов, несущих конфиденциальную информацию. С помощью статистических методов осуществлена обработка сигналов базовых станций сотовой связи. Показано, что при определенных значениях частотного разрешения приемной аппаратуры квадратурные составляющие комплексного спектра анализируемых сигналов имеют гауссовское распределение.

Приведены конструкции антенн для носимых GSMустройств, повышающих качество связи в условиях неуверенного приема. Определены их параметры, рассмотрены результаты компьютерного моделирования и оптимизации, представлены результаты эксперимента. Даны рекомендации по применению разработанных антенн.