Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 608
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
Методы проектирования полосовых фильтров на связанных коаксиальных резонаторах
Статья научная
Обоснование. Сверхвысокочастотные полосно-пропускающие фильтры находят широкое применение в различных радиотехнических устройствах. Особое место среди СВЧ полосно-пропускающих фильтров занимают фильтры, входящие в состав мультиплексоров, в частности диплексеров, используемых в системах сотовой связи. В системах мобильной связи широко задействованы конструкции фильтров и диплексеров на коаксиальных резонаторах. Фильтры на коаксиальных резонаторах имеют достаточно хорошо отработанную конструкцию и могут применяться для широкополосных систем.
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
Обоснование. Системы связи миллиметрового диапазона становятся все более актуальными в условиях насыщения низкочастотного спектра и растущих требований к скорости передачи данных. Высокая степень поглощения радиоволн в атмосфере создает уникальные возможности для формирования помехозащищенных беспроводных локальных и персональных сетей. Эти факторы подчеркивают необходимость глубокого изучения особенностей и преимуществ применения миллиметрового диапазона в радиосвязи.
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
Многопараметровые измерения структур сверхвысокочастотными волноводными методами
Статья научная
На примере образцов кремния и магнитной жидкости показана возможность одновременного определения параметров по температурной зависимости спектра отражения электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне. Определены диэлектрическая проницаемость, объемная доля твердой фазы, тангенс угла диэлектрических потерь и диметр частиц магнитной жидкости, а также толщина образца кремния, его электропроводность, эффективная масса дырок, энергия активации и концентрация бора в кремнии. Показано, что учет в расчетах размеров и пространственного расположения агломератов из магнетитовых наночастиц для магнитной жидкости и учет температурных зависимостей концентрации и подвижности при воздействии двух механизмов рассеяния для кремния приводит к увеличению точности при определении искомых параметров.
Бесплатно
Многосенсорная радиофотонная адресная измерительная система для манометрии кишечника
Статья научная
Решения для многосенсорного катетера в манометрии высокого разрешения на базе классической интеррогации c волновым разделением волоконно-оптических датчиков или их полигармоническим зондированием уже существуют. Предложены и измерительные системы, основанные на опросе массивов однотипных брэгговских решеток методом интерференции со сдвигом по частоте и пространственным разделением получения информации с каждой решетки в отдельности, хотя их пространственное разрешение несколько ниже требуемого. Указанный тип решений требует дорогостоящих перестраиваемых лазеров или узкополосных фильтров, а интерференция со сдвигом по частоте, в том числе и двухчастотная, с радиофотонным методом опроса, влечет за собой построение крайне сложной интерферометрической оптико-электронной схемы с необходимостью обеспечения ее стабильной работы. Дополнив задачу требованием максимально упростить и удешевить систему за счет радиофотонных методов зондирования и использования в системе массива структурированных решеток или решеток с фазовым сдвигом, и, наконец, активно развиваемых нами адресных волоконных брэгговских решеток, получим полную постановку задачи построения многосенсорного катетера для манометрии кишечника, результаты решения которой представлены в данной статье.
Бесплатно
Статья научная
В работе изложен алгоритм моделирования в среде Ansys HFSS гибридного кольцевого моста диапазона рабочих частот Д1. Получены электрические характеристики модели. По результатам моделирования создан экспериментальный образец гибридного кольцевого моста.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлена модель двухзаходной конической логоспиральной антенны, реализованная в среде Ansys HFSS. Приведен алгоритм расчета согласующего последовательного трансформатора. Получены электрические характеристики модели. По результатам моделирования создан экспериментальный образец двухзаходной конической логоспиральной антенны.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Учет температуры, состава почвы, шероховатости поверхности и зависимость эффективной диэлектрической проницаемости от частоты позволяет более точно оценивать влажность почвы и другие важные параметры, что может быть использовано в различных областях, таких как сельское хозяйство, геология, экология и гидрология.
Бесплатно
Моделирование процесса пайки компонентов радиоэлектронных узлов бортовой аппаратуры
Статья научная
Рассмотрен технологический маршрут изготовления радиоэлектронных печатных узлов. Установлено, что наиболее критической операцией является пайка оплавлением в парогазовой фазе. Методом экспертных оценок выявлены наиболее существенные факторы данной операции. Для построения математической модели был проведен дробный факторный эксперимент. Получено уравнение регрессии. Проведена проверка данного уравнения на адекватность. Было осуществлено движение по поверхности отклика в направлении градиента линейного приближения до достижения области экстремума. При этом достигнуто увеличение критерия качества.
Бесплатно
Моделирование электродинамических параметров микроволнового стерилизатора
Статья научная
Для стерилизации медицинских инструментов анализируется технология их иммерсионной термообработки интенсивным СВЧ-излучением на частоте 2,45 ГГц. Показаны преимущества данной технологии по сравнению с традиционными методами. Построена электродинамическая модель микроволнового стерилизатора хирургических инструментов, учитывающая зависимость комплексной диэлектрической проницаемости иммерсионной среды (воды) от температуры. В качестве его базового элемента был использован прямоугольный резонатор с волноводным элементом возбуждения. С помощью численной модели на методе конечных элементов определены величины отраженной и поглощенной мощности, а также темп нагрева воды в стерилизаторе для рабочей мощности 600 Вт. Анализ тепловых процессов, выполненный по упрощенной методике, показал достаточно высокую эффективность такого устройства, обеспечивающего высокий темп нагрева на заданной частоте.
Бесплатно
Модель задержки на основе сдвинутых гиперэкспоненциального и эрланговского распределений
Статья научная
Настоящая статья посвящена выводу результатов для средней задержки требований в очереди для системы массового обслуживания, образованной двумя потоками с законами распределения интервалов в виде сдвинутых вправо гиперэкспоненциального и эрланговского распределений второго порядка. В теории массового обслуживания исследования систем G/G/1 актуальны в связи с тем, что не существует решения в конечном виде для общего случая. Поэтому в качестве произвольного закона распределения G при исследовании таких систем используют различные частные законы распределений. В данном случае использование гиперэкспоненциального закона распределения обеспечивает коэффициент вариации интервалов входного потока больше единицы, а распределения Эрланга - меньше единицы. Для решения поставленной задачи использован метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли, который играет важную роль в теории массового обслуживания. Данный метод позволил получить решение для средней задержки требований в очереди для рассматриваемой системы в замкнутой форме. Как известно, остальные характеристики системы массового обслуживания являются производными от средней задержки требований.
Бесплатно
Модель идеального фазового детектора
Статья научная
В работе представлен новый подход моделирования переходных процессов в сложных линейных избирательных системах, имеющих несимметричные АЧХ и ФЧХ, обеспечивающий «идеальное» детектирование. Представленный подход не вносит дополнительных искажений при определении фазы радиосигнала, поскольку отсутствуют нелинейные преобразования при определении фазы радиосигнала. При этом сам подход обеспечивает решении проблемы «амплитуда, фаза, частота».
Бесплатно
Статья научная
Представленная модель пригодности системы технического обслуживания по состоянию радиоэлектронной аппаратуры позволит принимать решение о целесообразности использования или перестройки параметров применяемой системы технического обслуживания, то есть принимать решение о ее пригодности при заданном «поведении» параметра потока отказов.
Бесплатно
