Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 550
Метод повышения энергетической эффективности систем OFDM, основанный на уменьшении пик-фактора
Статья научная
В статье предложен метод снижения пик-фактора для систем, работающих по технологии OFDM, основанный на обработке поднесущих частот группового спектра и повороте сигнального созвездия. Оценены такие параметры OFDM-системы как мгновенное значение пик-фактора, битовая вероятность ошибки при приеме сигнала, выборочная (эмпирическая) функция распределения значений пик-фактора в зависимости от используемых функций предкодирования. Проведено экспериментальное исследование, подтверждающее эффективность предложенного метода. Теоретическая значимость работы заключается в использовании дискретных функций для предкодирования и одновременном преобразовании сигнала на каждой поднесущей. Практическая новизна работы состоит в возможности использования разработанного метода уменьшения пик-фактора в системах цифрового телевидения стандарта DVB-T2. Применение данного метода позволит более полно использовать рабочий диапазон усилителей мощности и избежать нелинейных искажений при передаче сигнала по каналу связи. Применение поворота сигнального созвездия на рекомендованный угол при заданном виде модуляции приведет к уменьшению битовой вероятности ошибки принимаемого сигнала.
Бесплатно
Метод прогноза и коррекции для моделирования автоколебательных систем
Статья научная
В работе предложен физически обоснованный алгоритм численного моделирования нелинейных колебательных и автоколебательных систем. Алгоритм базируется на дискретной во времени модели линейного осциллятора. Нелинейность учитывается введением в осциллятор дополнительных связей путем структурного анализа исходной системы. Для аппроксимации временной производной в нелинейных связях предложено использовать схему прогноза и коррекции. Несмотря на то что теоретически алгоритм имеет второй порядок точности, в рамках численного эксперимента с осциллятором Ван дер Поля он демонстрирует лучшие результаты, чем стандартный метод второго порядка - метод Хойна.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод, который может быть использован для расчета собственных волн экранированных волноводов с произвольным законом изменения параметров волновода от поперечной координаты. Получена однородная система линейных алгебраических уравнений, к которой сводится решение рассматриваемой задачи. Проведена апробация метода на примере частично заполненных экранированных волноводов.
Бесплатно
Метод простых итераций с коррекцией сходимости и метод минимальных невязок в задачах плазмоники
Статья научная
Рассмотрена задача поиска комплексных корней дисперсионных уравнений плазмон-поляритонов вдоль границ раздела слоистая структура - вакуум. Такие задачи возникают при определении собственных волн вдоль границ раздела структур, поддерживающих поверхностные и вытекающие волны, в том числе плазмоны и поляритоны вдоль металлических, диэлектрических и иных поверхностей. Для численного решения задачи рассмотрена модификация метода простых итераций с переменным параметром итерации, приводящим к нулевой производной правой части уравнения на каждом шаге, т. е. к сходящимся итерациям, а также модификация метода минимальных невязок. Показано, что метод минимальных невязок с линеаризацией совпадает с методом простых итераций при указанной коррекции. Рассмотрены сходящиеся методы более высоких порядков. Результаты продемонстрированы на примерах, включая комплексные решения дисперсионных уравнений для плазмон-поляритонов. Преимуществом метода перед другими методами поиска комплексных корней в задачах электродинамики является возможность упорядочивания корней и построения дисперсионных ветвей без разрывов, что позволяет классифицировать моды.
Бесплатно
Метод согласования антенны на двух значительно разнесенных частотах
Статья научная
В статье рассмотрен метод согласования антенны на двух значительно разнесенных частотах. Определены граничные условия использования данного метода и приведены примеры расчета длин согласующих трансформаторов и шлейфов холостого хода.
Бесплатно
Статья научная
В работе получено спектральное разложение решения интегрального уравнения Линдли для системы массового обслуживания со сдвинутыми эрланговским входным потоком требований и гиперэрланговским распределением времени обслуживания. На его основе выведена расчетная формула для среднего времени ожидания в очереди для этой системы в замкнутой форме. Как известно, все остальные характеристики системы массового обслуживания являются производными от среднего времени ожидания. Полученная расчетная формула дополняет и расширяет известную незавершенную формулу для среднего времени ожидания в очереди в теории массового обслуживания для систем G/G/1. В теории массового обслуживания исследования частных систем типа G/G/1 актуальны в связи с тем, что они активно используются в современной теории телетрафика, а также при проектировании и моделировании различных систем передачи данных.
Бесплатно
Метод фазово-частотного спектрального анализа электрокардиосигнала в задачах домашней телемедицины
Статья научная
В данной работе рассматривается метод фазово-частотного спектрального анализа электрокардиосигнала для определения аритмий. Описан выбор спектральных параметров для различения «нормальных» и «патологических» электрокардиографических сигналов. Приведены примеры построенных спектров различных реальных сигналов. Разработан алгоритм обнаружения аритмий и дальнейшего их различения. Показатели, полученные при спектральном анализе, планируется использовать для предотвращения развития угрожающих видов аритмий и их своевременного выявления.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Разработка современных оптико-электронных систем предъявляет повышенные требования к качеству и выходной мощности источника излучения. Одним из возможных вариантов выполнения указанных требований является создание систем когерентного сложения нескольких оптических пучков. Основной проблемой при этом стала разработка методов фазового синтеза в мультиканальной оптической системе.
Бесплатно
Статья научная
Предложены методика и алгоритм получения результатов верификации. Алгоритм включает пять этапов: выбор параметров алгоритмов кластерного анализа, определение исходных данных по результатам обучающего эксперимента, преобразование исходных данных, определение состава кластерных групп, расчет точности верификации. Для обучающего эксперимента использована выборка микросхем КМОП типа. Результатом расчета для иерархической классификации является дендрограмма. Определен состав каждого из кластеров. Приведены результаты верификации для девяти вариантов.
Бесплатно
Методика испытаний бортовой аппаратуры на воздействие электростатических разрядов
Статья научная
Обоснование. Актуальность темы данной работы обусловлена необходимостью повышения достоверности и качества оценки устойчивости бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов к электростатическим разрядам.
Бесплатно
Методика расчета и проектирования волноводного диодного утроителя частоты 75-110 ГГц
Статья научная
Предложена методика расчета и проектирования волноводного диодного утроителя частоты 75-110 ГГц на базе программ HFSS и Designer, сочетающая электродинамический расчет волноведущих структур с анализом нелинейных характеристик устройства. Приводится сравнение расчетных параметров утроителя частоты с экспериментальными данными.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе продемонстрирован общий подход к расчету передаточных характеристик плавного перехода между двумя экранированными волноводами круглого поперечного сечения. Методика расчета основана на интегральном соотношении Лоренца. Целью работы является апробация метода для решения задач дифракции электромагнитных волн на нерегулярных участках волноведущих структур. Разработан алгоритм расчета характеристик передачи плавного перехода, соединяющего экранированные волноводы круглого поперечного сечения. Приведены результаты расчета передаточных характеристик исследуемой направляющей структуры.
Бесплатно
Методики создания и проверки многодиапазонных антенно-волноводных трактов
Статья научная
Обоснование. Необходимость создания, сборки и настройки антенно-волноводных трактов многодиапазонных зеркальных антенн систем спутниковой связи требует использования различных методик выбора структуры, определения и оптимизации параметров антенно-волноводных трактов. Цель. Снижение требований к объемам вычислительных затрат при разработке антенно-волноводных трактов и временных затрат на их сборку и настройку, а также проведение анализа изменения характеристик антенно-волноводных трактов при изменении параметров одного из устройств в составе тракта на основе выполнения расчетов характеристик только данного устройства. Методы. Разработка антенно-волноводных трактов, включающая этапы выбора схемы построения тракта и определение параметров входящих в его состав устройств, проводится на основе математической модели соответствующего варианта построения тракта с использованием методов пакетов электродинамического моделирования. Результаты. Разработана методика создания многодиапазонного антенно-волноводного тракта и методики его сборки и настройки. Заключение. Предложена методика, которая позволяет снизить требования к используемым вычислительным средствам при разработке антенно-волноводных трактов по объему оперативной памяти, быстродействию. Реализована возможность анализа изменения характеристик антенно-волноводных трактов при изменении параметров одного из устройств в составе антенно-волноводных трактов на основе проведения расчетов характеристик только данного устройства. Последовательное выполнение измерений характеристик фрагмента антенно-волноводного тракта на этапе сборки и настройки дает возможность принимать решение о дальнейшей сборке антенно-волноводного тракта или внесении изменений в параметры последнего из подключенных устройств.
Бесплатно
Методики улучшения направленных свойств апертурных приемных элементов пеленгационной решетки
Статья научная
В работе рассматривается одиночный биконический сверхширокополосный приемный элемент, входящий в состав пеленгационной антенной решетки. Характеристики направленности и согласования такого элемента хорошо известны и могут быть улучшены несколькими способами, например при помощи диэлектрических линз. Однако использование классических линз существенно увеличивает конечный размер элемента и системы в целом. В работе описываются способы преобразования формы диаграммы направленности при помощи различных диэлектрических вставок, размещаемых во внутреннем объеме приемного элемента. Характеристики направленности и согласования приемного элемента будут определяться формой и диэлектрическими свойствами вставки.
Бесплатно
Статья научная
Определены основные структурно-функциональные элементы системы информационно-телеметрического обеспечения запусков РКН. Определено содержание информационных процессов в элементах системы информационно-телеметрического обеспечения запусков РКН. Выделены факторы, требующие учета в модели функционирования системы информационно-телеметрического обеспечения. Сформированы функциональные зависимости параметров, характеризующих степень достижения цели функционирования системы, параметров входов и параметров состояния системы.
Бесплатно
Методы контроля и измерений составных частей бортового радиотехнического комплекса
Статья научная
Обоснование. Актуальность темы данной работы обусловлена необходимостью повышения достоверности и качества результатов измерительного контроля модулей различного уровня и антенных решеток, входящих в состав бортового радиотехнического комплекса, а также повышением надежности и параметрической эффективности радиотехнического комплекса. Цель. Разработка метода и методики комплексного контроля радиочастотных модулей 1, 2, и 3-го уровней в процессе проектирования, производства и испытания на основе современных средств и процессов автоматизации. Методы. Использованы натурный эксперимент, компьютерное моделирование, программирование, экспертные оценки, исследовательские, автономные и приемосдаточные испытания. Результаты. Был сделан выбор рабочей модели контроля. На основе ее разработано автоматизированное рабочее место. В его состав интегрировано контрольное и измерительное оборудование, управляемое специальным программным обеспечением - программным комплексом с общим интерфейсом оператора. Для управления процессом тестирования разработан программный комплекс, который в автоматизированном режиме устанавливает необходимые режимы работы модулей и подает с векторного анализатора цепей стимулирующий сигнал в соответствии с заданными параметрами. После окончания тестирования формируется и выводится на печать протокол испытаний. Если проводятся испытания модулей на соответствие ТУ, то протокол формируется в соответствии с ГОСТ. Тестовая последовательность разрабатывается с помощью среды для организации автоматизированного тестирования NI TestStand, а подпрограммы, управляющие режимами работы изделий, с помощью С/С++ и средствами графической разработки NI LabVIEW. Автоматизированное рабочее место реализует следующие функции: функциональный электронный контроль цепей и узлов радиочастотных модулей и изделия в целом, электрический контроль целостности цепей и узлов радиочастотных модулей, программирование цифровых компонентов, проведение комплексных испытаний радиочастотных модулей, проведение комплексных испытаний антенн и антенных решеток. Разработанный алгоритм включает этап самотестирования аппаратной части автоматизированного рабочего места. После ввода необходимой информации запускается пошаговый цикл контроля параметров модуля. Он начинается с подключения тестируемого устройства к автоматизированному рабочему месту и заканчивается составлением протокола испытаний и сообщением о годности или негодности по совокупности измеренных значений параметров. Заключительный вывод о работоспособности объекта контроля делается автоматически после окончания измерения всех параметров в виде всплывающего диалогового окна. Оно содержит одно из двух взаимоисключающих утверждений: «Контроль успешно пройден», «Контроль не пройден». Заключение. Разработан алгоритм и методика автоматизированного контроля и настройки, который позволяет повысить достоверность и точность (на 5-15 %) результатов измерений электрических параметров приемо-передающего модуля на этапах настройки и испытаний. Разработан программный комплекс автоматизированного контроля. Разработано автоматизированное рабочее место контроля.
Бесплатно
Методы наноплазмоники в угловой спектроскопии наноразмерных биологических объектов
Статья научная
В работе представлены результаты расчета угловых спектров отражения света при условии возбуждения поверхностных плазмонов в схеме Кречмана. Слой серебра в этой схеме играет роль реперного материала, минимум в угловом спектре которого служит точкой отсчета для сдвига минимума углового спектра при добавлении в рассматриваемую слоистую систему слоя исследуемого биологического материала, в качестве которых выступали меланин и биоткань. В результате выполнения работы получены конкретные ярко выраженные минимумы в угловых спектрах, которые позволяют идентифицировать эти материалы с высокой степенью точности благодаря узким резонансным пикам в угловых спектрах отражения, которые отстоят от пика в отражении от серебряной пленки на определенные значения углов. Метод содержит все характерные особенности метода резонансной спектроскопии, в качестве резонансных условий здесь выступают условия возбуждения поверхностного плазмона на границе металла.
Бесплатно
Статья научная
Настоящая статья посвящена вопросам разработки корректных методов электродинамического анализа одиночных и многоэлементных излучающих структур с подложками из киральных метаматериалов. Предложен подход к электродинамическому анализу таких антенн на основе метода сингулярных интегральных представлений поля и метода поверхностных импедансов. Получена система сингулярных интегральных уравнений относительно неизвестных функций распределения плотности токов по излучателям. Выполнена апробация предложенного метода на примере решения тестовой задачи с использованием программного комплекса Feko. Показаны перспективы использования таких излуча-ющих структур в системах MIMO, позволяющих увеличить их эффективность, в частности повысить пропускную способность. Представлен также эффект азимутального рассеяния электромагнитных волн, который может найти применение при создании низкопрофильных антенн абонентских станций радиосвязи, установленных на подвижных объектах.
Бесплатно
Микроволновый звуковой эффект преобразования модулированного радиосигнала
Статья научная
Статья посвящена вопросам электромагнитной совместимости и радиоэкологии. Проведен анализ микроволнового слухового эффекта как наблюдаемого явления трансформации высокочастотных радиосигналов в акустические колебания. Это явление получило название звукового эффекта радио. Рассмотрены механизмы физического взаимодействия амплитудно-модулированного высокочастотного электрического сигнала с несовершенным диэлектриком, приводящие к спектральному превращению в низкочастотные механические колебания или акустические гармоники модулированного сигнала. В статье представлены исследования возможных эффектов прямого воздействия высокочастотного поля, например, в физиотерапии или медицинской практике.
Бесплатно
Статья научная
С использованием критерия минимума среднего риска и оценок максимального правдоподобия однотипных параметров выполнен синтез алгоритма многоальтернативного отождествления объектов совместно функционирующими средствами мониторинга в условиях априорной неопределенности признаков идентификации. Исследованы статистические характеристики эффективности отождествления целей по результатам независимых измерений их координат.
Бесплатно
