Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 539
Статья научная
Уточнены закономерности пространственной избирательности многочастотной линейной антенной решетки с регулярным распределение частот по ее элементам. Получены выражения для расчета пространственных координат максимумов многозначной функции пространственной избирательности таких антенных систем в дальней зоне облучения и приема. Полученные результаты согласуются с результатами проведенного математического моделирования.
Бесплатно
Статья научная
В работе производится анализ особенностей, которые возникают в процессе передачи информации с помощью многопозиционного амплитудно-фазоманипулированного сигнала с N дискретными состояниями в непараметрическом, частотно селективном канале связи с межсимвольными искажениями. При этом анализ особенностей осуществляется с точки зрения практической реализации радиотехнических систем передачи информации, работающих в таком канале. Наибольшее внимание уделяется возможности увеличения скорости передачи в таких каналах связи за счет использования «окон прозрачности» при наличии неблагоприятных факторов, как расстройка по частоте и ошибки измерения огибающей и фазы, вносимые приемным устройством. На основании проведенного исследования даны рекомендации по повышению скорости в таких каналах связи.
Бесплатно
Статья научная
Для плоских симметричных щелевых антенн микроволнового диапазона (центральная частота f0 = 10 ГГц), имеющих линейный раскрыв постоянной длины (5λ0 = 150 мм), расчетным и опытным путем получены диаграммы направленности в плоскостях Е и Н для углов раскрыва 10˚, 22˚, 30˚, 34˚ и 60˚. На основе полученных опытных данных установлены границы применимости модельных представлений для исследовавшихся антенн. На границах частотного диапазона (6-12) ГГц они оставались практически неизменными.
Бесплатно
Статья научная
В П- и Т-образных фильтровых структурах отмечены особенности эквивалентных преобразований сопротивлений их схем треугольника и звезды, которые необходимо учитывать в процессе выполнения задач фильтрации и при разработке резонансных систем автогенераторов. Определены физические ограничения параметров схем, которые приводят к этим особенностям. Установлены частоты, при которых рассмотренные эквивалентные преобразования справедливы.
Бесплатно
От принципа двухканальности к теории построения инвариантных измерительных систем
Статья научная
В статье представлены теоретические основы построения инвариантных и квазиинвариантных относительно возмущающих воздействий измерительных систем. Дана историческая справка, отражающая зарождение, эволюцию и распространение методов теории инвариантности от систем автоматического управления и регулирования к информационно-измерительным системам и к измерениям в целом. На примерах структурного и технологических методов, по которым сформулированы формальные методические признаки их физической реализуемости, показаны возможности новых применений сформулированного академиком Б.Н. Петровым принципа двухканальности. Даны теоретические основы и способ линеаризации принципиально нелинейных функций преобразования параметрических измерительных преобразователей, в основе которых также лежит принцип двухканальности. Все теоретические положения подкреплены практическими примерами, распространяющими возможности рассмотренных методов на весь класс параметрических измерительных преобразователей в составе неравновесных измерительных мостов и делителей напряжения.
Бесплатно
Отображение осциллятора Дюффинга в дискретном времени
Статья научная
Предложен вариант дискретного отображения осциллятора Дюффинга - колебательной системы с реактивной кубической нелинейностью. Отображение получено на основе сочетания методов параметрического синтеза и инвариантности импульсных характеристик динамических систем. Исследованы резонансные характеристики дискретного осциллятора Дюффинга - ДВ-системы, определяемой предложенным отображением.
Бесплатно
Отражение волн от подвижного упругого слоя в многомодовом волноводе
Статья научная
В работе рассмотрены особенности отражения волн от подвижного слоя в волноводной структуре. Установлено, что изменение частоты в эффекте Доплера существенно зависит от индекса мод волн, распространяющихся в волноводе. С увеличением скорости движения подвижного слоя для всех мод волн наблюдается уменьшение степени зависимости частоты отраженных волн от скорости движения среды. Для каждой моды имеется критическое значение скорости движения границы, при превышении которой меняется характер зависимости частоты отраженных волн от скорости движения границы раздела. Установлено, что движение среды, заполняющей акустический волновод, приводит к невзаимности его параметров в прямом и обратном направлениях. Степень невзаимности пропорциональна скорости движения среды. Скорость движения среды также влияет на скорость распространения акустических волн и приводит к изменению критических частот или критических длин волн мод волновода. С ростом скорости движения среды увеличивается число мод, для которых выполняется условие распространения.
Бесплатно
Статья научная
Проведена оценка потенциальной точности измерения информационных параметров сигнала на фоне коррелированных негауссовских аддитивных и мультипликативных помех в условиях ближнего действия. Показано, что точность измерения параметров сигнала возрастает с увеличением отличия плотности распределения вероятности оцениваемого параметра и воздействующей помехи от гауссовской. Отмечается, что увеличение коэффициента корреляции приводит к повышению обобщенного отношения сигнал/помеха и точности измерения информационных параметров. Показано, что мультипликативная помеха ведет к смещению оцениваемых параметров движения, а учет смещения позволяет перейти к несмещенным оценкам.
Бесплатно
Оценка возможностей 3D-печати для изготовления волноводных фотонных кристаллов
Статья научная
В данной работе обсуждаются возможности использования технологии 3D-печати для изготовления волноводных фотонных кристаллов в X-диапазоне частот. Спроектированы и изготовлены фотонные кристаллы для прямоугольного волновода стандарта EIA WR-90 с сечением 22,86 × 10,16 мм2 в 3-сантиметровом диапазоне (X-диапазон). Было проведено численное моделирования в программном пакете OpenEMS характеристик отражения фотонных кристаллов нескольких конструкций. Основываясь на результатах моделирования, были выбраны лучшие варианты конструкций, которые были изготовлены по технологии физического моделирования методом наплавления из пластика PETG. Проведены экспериментальное исследование изготовленных макетов и сравнение полученных экспериментальных данных с данными численного моделирования. Изготовленные модели волноводных фотонных кристаллов в лучших вариантах показали перепад пропускания и отражения в соответствующих частотных полосах порядка 15-20 дБ, что приемлемо для реальных технических приложений. Результаты численного моделирования и экспериментов хорошо согласуются, что говорит о высокой эффективности и хорошем контроле топологии и размеров конструктивных элементов изготавливаемых фотонных кристаллов в использованном варианте технологии 3D-печати.
Бесплатно
Статья научная
Осуществлено рассмотрение вопросов квазиоптимальной обработки сигналов в условиях одновременного воздействия аддитивных и мультипликативной негауссовских помех. Получено выражение, описывающее влияние на величину нормированной апостериорной погрешности аддитивных и мультипликативных негауссовских помех. Показано, что при известной априорной информации о плотности распределения вероятности мультипликативной помехи точность измерения информационного параметра сигнала в случае ее медленных флуктуаций может быть значительно хуже, чем в случае быстрых флуктуаций этой помехи.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Для позиционирования беспилотных летательных аппаратов обычно используются различные датчики и система глобальной спутниковой навигации GNSS. Однако в случае кратковременного пропадания сигнала, а также повышения точности позиционирования применяются дополнительные методы оценки координат.
Бесплатно
Оценка параметров смещения и угла поворота при совмещении видеосигналов
Статья научная
В статье рассматривается задача оценки параметров смещения и угла поворота при совмещении видеосигналов. Предложенный алгоритм является обобщением алгоритма совмещения, разработанного исследователями Лукас и Канаде, известного как алгоритм оценки оптического потока. Исходный алгоритм Лукаса - Канаде позволяет оценивать параметры смещения, а предложенный автором - также и угол поворота. Идея совмещения базируется на разложении сигнала в ряд Тейлора и замене функций синуса и косинуса на приближенные функции.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. В настоящее время наблюдается интенсивное развитие радиолокационных систем дистанционного зондирования Земли, в том числе размещенных на беспилотных летательных аппаратах. Радиолокаторы с синтезированной апертурой являются эффективным средством круглосуточного и всепогодного наблюдения объектов на поверхности Земли. Радиолокаторы, работающие в VHF-диапазоне, позволяют наблюдать укрытые и подповерхностные объекты. Необходимость практической реализации радиолокатора с синтезированием апертуры VHF-диапазона частот на борту беспилотных летательных аппаратов требует дополнительного исследования пространственного разрешения радиолокаторов, учитывающего нестабильную траекторию носителя.
Бесплатно
Статья научная
Вычислена скорость изменения топологических параметров (ширина и уровень легирования базы, коэффициент неоднородности) биполярного p-n-p-транзистора, предназначенного для работы при температурах T = [500-700] K. Выполнена оценка скорости деградации рабочих параметров прибора. Показано, что достаточно стабильный высокотемпературный транзистор должен иметь уровень легирования базы не менее 5*10 18 см -3 при достаточно большой глубине ее залегания.
Бесплатно
Статья научная
С целью дальнейшего совершенствования методов защиты бортовой аппаратуры космического аппарата от воздействия электростатических разрядов на основе всестороннего изучения проблемы возникновения электростатических разрядов авторами проведены изложенные в настоящей статье исследования по анализу функционирования бортовой аппаратуры космического аппарата при воздействии электростатических разрядов. В ходе работы проведено уточнение методологии оценки стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата к воздействию электростатических разрядов на основе обобщения расчетно-аналитических работ. Анализ стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата проведен с учетом основных механизмов воздействия электростатических разрядов на бортовую космическую сеть. С учетом необходимости проведения оценки стойкости бортовой аппаратуры бортовой космической сети к электростатическим разрядам вне реальных условий эксплуатации оценка стойкости бортовой аппаратуры бортовой космической сети проводится авторами на основе математического и физического моделирования. В результате исследования разработан алгоритм оценки стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата к воздействию электростатических разрядов, подробно описанный в настоящей статье.
Бесплатно
Оценка фазочастотных характеристик выходных цепей устройств е-класса
Статья научная
На основе унитарности [S]-матрицы выходной цепи устройства Е-класса дана оценка фаз коэффициентов передачи цепи на любой гармонике основной частоты. Выведены формулы для приблизительных фазочастотных характеристик модели устройства Е-класса с ключом, который работает в двух состояниях, соответствующих либо нулевому, либо бесконечному активным сопротивлениям. На примере представленных фазочастотных характеристик макета усилителя мощности Е-класса подтверждена справедливость полученных формул. С учетом сделанных из формул выводов сформулированы рекомендации для внесения дополнений в известные методики проектирования устройств Е-класса. Данные методики можно дополнить введением настройки параметров элементов выходных цепей, для которых в наибольшей степени соблюдаются установленные оценочные значения фаз коэффициентов передачи выходной цепи на гармониках при максимально возможном их числе.
Бесплатно
Статья научная
Введение: анализ известной литературы показывает, что использование различных типов согласующих четырехполюсников (реактивных, резистивных, комплексных, смешанных) и охватывающей нелинейный элемент цепи обратной связи позволяет увеличить область физической реализуемости заданных форм частотных характеристик. Цель работы: увеличение области физической реализуемости заданных форм частотных характеристик за счет оптимизации параметров согласующих смешанных четырехполюсников и использования дополнительной цепи обратной связи, охватывающей нелинейный элемент и смешанный четырехполюсник. Одна часть таких четырехполюсников состоит только из резистивных элементов, а вторая - только из реактивных элементов. Материалы и методы: теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, схемотехнический метод анализа характеристик радиоустройств. Результаты: получены математические модели согласующих смешанных четырехполюсников в виде взаимосвязей между элементами их матрицы передачи и зависимостей сопротивлений их двухполюсников от частоты, оптимальных по критерию обеспечения заданных форм частотных характеристик. Заключение: сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ- и ФЧХ-усилителей), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Введение: анализ известной литературы показывает, что использование различных типов согласующих четырехполюсников (реактивных, резистивных, комплексных, смешанных) и охватывающей нелинейный элемент цепи обратной связи позволяет увеличить область физической реализуемости заданных форм частотных характеристик. Цель работы: увеличение области физической реализуемости заданных форм частотных характеристик за счет оптимизации параметров согласующих комплексных четырехполюсников и использования дополнительной цепи обратной связи, охватывающей нелинейный элемент и смешанный четырехполюсник. Каждый двухполюсник таких четырехполюсников состоит как из резистивных элементов, так и из реактивных. Материалы и методы: теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, схемотехнический метод анализа характеристик радиоустройств. Результаты: получены математические модели согласующих комплексных четыреполюсников в виде взаимосвязей между элементами их матрицы передачи и зависимостей сопротивлений их двухполюсников от частоты, оптимальных по критерию обеспечения заданных форм частотных характеристик. Заключение: сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ- и ФЧХ-усилителей), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм параметрического синтеза различных радиоустройств с произвольным количеством каскадов типа «нелинейная часть - реактивный четырехполюсник» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. В соответствии с этим критерием сформированы и решены системы алгебраических уравнений. В результате получены модели оптимальных четырехполюсников одного из каскадов в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Проведено математическое и схемотехническое моделирование двухкаскадного усилителя. Показано, что увеличение количества каскадов с оптимизированными параметрами приводит к значительному увеличению рабочей полосы частот. Сравнительный анализ теоретических результатов, полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм параметрического синтеза различных радиоустройств с произвольным количеством каскадов типа «реактивный четырехполюсник - нелинейная часть» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. В соответствии с этим критерием сформированы и решены системы алгебраических уравнений. В результате получены модели оптимальных четырехполюсников в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Показано, что частотные характеристики исследуемых радиоустройств из одинаковых каскадов идентичны или подобны частотным характеристикам радиоустройств из одного каскада, но с сопротивлениями источника сигнала и нагрузки, измененными определенным образом. Такие схемы названы эквивалентными. Сравнительный анализ теоретических результатов, полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
