Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы

Мерцание радиосигнала за счет турбулентности атмосферы

Клюев Д.С., Волобуев А.Н., Краснов С.В., Адыширин-заде К.А., Антипова Т.А., Александрова Н.Н.

Статья научная

Обоснование. Турбулентные пульсации показателя преломления в атмосфере приводят к искажениям при прохождении радиосигнала. Это может создать искажение передаваемой информации за счет возникающих пульсаций амплитуды, фазы и интенсивности электромагнитной волны, которая передает радиосигнал. Флуктуации интенсивности радиосигнала приводят к мерцанию радиосигнала на приемной антенне за счет турбулентных явлений в атмосфере, которые представляют собой сложное многофункциональное физическое явление. Цель. Рассмотрена проблема флуктуации интенсивности радиосигнала на приемной антенне за счет турбулентности атмосферы - мерцание радиосигнала. Эта проблема в настоящее время является исключительно актуальной, т. к. существует тенденция активного, негативного вмешательства в процесс качественного прохождения радиосигнала на фоне природно обусловленных турбулентных пульсаций. Методы. Проведен теоретический анализ прохождения радиосигнала через турбулентную атмосферу. Исследована пространственная корреляционная функция флуктуаций интенсивности принимаемого радиосигнала за счет турбулентности атмосферы. Результаты. Введено понятии характеристики мерцания радиосигнала как среднего по сечению приемной антенны значения случайной величины - дисперсии логарифма мощности радиосигнала. Рассчитана модель возникновения флуктуации в случае двух областей в сечении приемной антенны с различными уровнями интенсивности радиосигнала. Найдена корреляционная функция для этой модели. Заключение. На основе разложения в Фурье-спектр двухточечной пространственной корреляционной функции турбулентных пульсаций показателя преломления найдена зависимость характеристики мерцания радиосигнала от волнового числа турбулентных пульсаций атмосферы. Показано, что наибольшее влияние на радиосигнал турбулентность атмосферы оказывает, когда длина электромагнитной волны сравнима с масштабом турбулентных пульсаций.

Бесплатно

Метод автоматического запроса повторной передачи с применением технологии кооперации

Шантуров Е.М.

Статья научная

В работе рассматриваются методы помехоустойчивой передачи. Проанализирован алгоритм применения технологии кооперации с методом автоматического запроса повторной передачи в системах подвижной радиосвязи. Произведен расчет эффективности применения технологии кооперации.

Бесплатно

Метод коллокаций в самосогласованной задаче об излучении из круглого отверстия в проводящем экране

Кисиленко К.И., Малышев Г.С., Раевский А.С., Раевский С.Б.

Статья научная

Рассматривается постановка самосогласованной задачи об излучении из отверстия в проводящем экране. Задача сводится к системе однородных интегральных уравнений, то есть формулируется однородная краевая задача на собственные функции и собственные значения, которая решается методом коллокаций. Предлагается процедура реализации последнего в применении к несимметричным и симметричным полям излучения.

Бесплатно

Метод определения подлинности документа на основе компьютерной колориметрии

Ложкин Л.Д., Кузьменко А.А.

Статья научная

Определение подлинности документов является важной задачей при проведении следственных мероприятий. На практике для проведения экспертизы документов для определения давности их создания используется спектральный метод, при котором необходимо делать вырезки из исследуемого документа, что приводит к его повреждению, а также требует применение дорогостоящего оборудования, что сказывается на цене проведения экспертизы документа. В статье описан метод определения подлинности документа, основанный на компьютерной колориметрии, который не требует дорогостоящего оборудования для проведения экспертизы. Данный метод для определения подлинности документа использует изменение цветности штрихов шариковой ручки с течением времени, что вызвано высыханием растворителя в чернилах ручки, а также лишен недостатка в виде необходимости повреждения исследуемого документа.

Бесплатно

Метод повышения энергетической эффективности систем OFDM, основанный на уменьшении пик-фактора

Султанов А.Х., Мешков И.К., Ишмияров А.А.

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 приближенного аналитического расчета коэффициентов отражения электромагнитной волны от слоя неоднородного невзаимного кирального метаматериала с учетом дисперсии материальных параметров

Панин Д.Н., Осипов О.В., Мамошина Ю.С.

Статья научная

Обоснование. Современные исследования в области метаматериалов открывают новые горизонты в разработке материалов с уникальными электромагнитными свойствами, которые могут быть использованы в различных приложениях, от телекоммуникаций до медицинской диагностики. Неоднородные невзаимные киральные метаматериалы представляют особый интерес благодаря своей способности управлять поляризацией электромагнитных волн и изменять их свойства. Однако подобные электродинамические задачи часто решаются с помощью численных методов, которые требуют значительных вычислительных ресурсов и времени, что ограничивает их практическое применение. Поэтому возникает необходимость в разработке приближенных аналитических методов для оценки коэффициентов отражения и понимания физических механизмов, лежащих в основе этих процессов.

Бесплатно

Метод прогноза и коррекции для моделирования автоколебательных систем

Зайцев В.В.

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

Метод продольных сечений для расчета собственных волн экранированных волноводов со сложным профилем поперечного сечения

Бударагин Р.В.

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

Давидович М.В., Кобец А.К., Саяпин К.А.

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

Неганов В.А., Филиппов С.Б., Ширманов Ю.Е., Мальцев А.С.

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

Метод спектрального разложения для анализа системы со сдвинутыми эрланговским и гиперэрланговским распределениями

Тарасов В.Н., Бахарева Н.Ф.

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

Щербакова Т.Ф., Седов С.С., Якупов Р.И.

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

Метод фазового синтеза в мультиапертурных оптических системах на основе итерационных алгоритмов обработки изображений

Семнов П.А., Земляков В.В., Вяткина С.А.

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

Методика верификации результатов индивидуального прогнозирования изделий РЭС космического назначения с помощью алгоритмов кластерного анализа

Мишанов Р.О., Пиганов М.Н.

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

Демидов А.А., Пиганов М.Н.

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 определения и контроля нагрузочной способности интегральных микросхем

Шопин Г.П., Денисюк А.А., Пиганов М.Н.

Статья научная

Обоснование. Актуальность темы данной работы обусловлена необходимостью повышения достоверности качества определения и контроля нагрузочной способности микросхем.

Бесплатно

Методика оценки частотных параметров сверхширокополосных сигналов с неизвестной формой спектра при наличии помех

Доан Т.Т., Трифонов П.А.

Статья научная

Обоснование. Одной из актуальных задач обработки сверхширокополосных сигналов является оценка их частотных параметров в условиях сложной сигнально-помеховой обстановки.

Бесплатно

Методика расчета и проектирования волноводного диодного утроителя частоты 75-110 ГГц

Березин В.В., Щитов А.М.

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

Методика расчета плавного перехода между двумя круглыми экранированными волноводами, основанная на интегральном соотношении Лоренца

Гаранин С.М., Данилов И.Н., Майстренко В.К.

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

Методика синтеза топологии платы узла радиочастотного тракта

Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н., Лупцов А.А., Богданов Д.С.

Статья научная

Обоснование. Актуальность темы данной работы обусловлена необходимостью уменьшения трудоемкости процесса проектирования топологии плат пленочных узлов радиочастотного и микроволнового трактов. Цель. Разработка методики моделирования и синтеза параметров пленочных узлов радиочастотного и микроволнового трактов радиоэлектронной аппаратуры на базе модернизированной среды проектирования AWR Microvave Office Environment 15. Методы. В статье рассмотрена методика синтеза топологии плат, которая включает следующие основные операции и процедуры: настройку испытательных стендов, анализ исходных данных, оценку требуемых значений электрических параметров, адаптивное разбиение сетки, моделирование мультиплексированных сигналов, моделирование искажений элементов, маршрутизацию трассировки цепей, проверку решений с помощью таблиц, оценку выполненного проекта с помощью испытательных стендов, минимизацию расстояний между проводниками, построение и оптимизацию графиков. Отработка методики проводников проводилась на примере моделирования и конструкторского проектирования шлейфного направленного ответвителя РЧ- и МКВ-трактов. Результаты. Синтезирована топология шлейфного направленного ответвителя с частотой сигнала 10 ГГц для его реализации по толстопленочной технологии на подложке из поликора и Du Pont 951 толщиной 0,25 мм. Построена АЧХ ответвителя. Заключение. Полученная топология удовлетворяет требованиям технического задания. Экспериментальная отработка методики показала, что она позволяет на 20–40 % сократить трудоемкость моделирования основных характеристик узлов и уменьшить до 30 % информационные ресурсы.

Бесплатно