SCI Библиотека

Целью работы являлся анализ путей повышения эффективности человеко-машинных интерфейсов комплексов радиомониторинга и радиоконтроля, работающих в коротковолновом диапазоне в масштабе реального времени. Показана специфика задач классификации и идентификации источников сигналов коротковолнового диапазона, анализируемых операторами комплексов радиомониторинга и радиоконтроля. Отмечены ограничения и требования, предъявляемые к системам радиомониторинга и радиоконтроля, работающим в режиме реального времени. Известная модель трансформации данных в управленческие решения адаптирована к задачам анализа сигналов. Показана ключевая роль человеко-машинных интерфейсов в трансформации категорий данной модели, а также когнитивных свойств оператора при анализе сигналов. Предложены пути решения проблемы оптимизации распределения задач между структурными уровнями комплекса радиомониторинга и радиоконтроля и определены основные направления развития человеко-машинных интерфейсов с учетом специфики задач и существующих ограничений на вычислительные ресурсы элементов комплекса. Проанализированы перспективы реализации архитектуры «клиент-сервис» и предложены направления ее развития при создании комплексов радиомониторинга и радиоконтроля. Предложены принципы построения специализированного программного обеспечения клиентской части комплекса, отражающие специфику задачи разработки эффективного интерфейса оператора комплекса, работающего в реальном масштабе времени.

Рассмотрено развитие неохлаждаемых многоэлементных приемников излучения на основе оптико-акустических преобразователей от первого в истории техники матричного приемника Голея до современных конструктивных решений, включающих применение графеновых разделительных мембран. Проведены обобщенные расчеты чувствительности мембран, выполненных на основе графенов и традиционных материалов, таких как полиметилметакрилат и нитрид кремния. Анализируется перспективность применения однослойного графена (SLG – single-layer graphene), как наиболее перспективного материала для выполнения мембран. Показано, что гексатриграфен С63(6) является идеальным материалом для изготовления гибкой мембраны из-за его атомной толщины, высокой прочности, газонепроницаемости и высокой электропроводности. Показано, что повышение чувствительности оптоакустических приемников излучения (ОАПИ) при изготовлении мембран из графенов позволяет конструировать матричные системы с малыми диаметрами мембран при сохранении метрологических параметров однокамерных ОАПИ приборов. Рассмотрена конструкция матричного оптико-акустического приемник ТГц излучения предельной чувствительности, в которой используется перфорированный SLG графен.

Рассмотрено влияние параметров гибкой разделительной мембраны на порог чувствительности оптико-акустического приемника излучения ИК и ТГц диапазонов. Проведены обобщенные расчеты чувствительности мембран, выполненных на основе традиционных материалов: серебро, полиметилметакрилат, нитрид кремния. Анализируется перспективность применения однослойного графена, как наиболее перспективного материала для создания мембран. Показано, что графен является идеальным материалом для изготовления гибкой мембраны из-за его атомной толщины, высокой прочности, газонепроницаемости и высокой электропроводности. Представлены обобщенные расчеты чувствительности мембран из классического графена и его аллотропных модификаций. Показано, что повышение чувствительности при изготовлении мембран из классического графена составляет порядка 9 000, а из гексатриграфена порядка 300 000 по сравнению с наиболее чувствительными мембранами из полиметилметакрилата. Показано, что высокая прозрачность и высокая электропроводность графена являются решающими для выбора схемы приемник Хейса с динамическим конденсатором.

Сигналы многоканальной модуляции с использованием банка фильтров (FilterBank Multi-Carrier) характеризуются высоким пик-фактором (Peak-to-Average Power Ratio), что приводит к нелинейным искажениям в усилителях мощности. Постановка задачи: Сравнение схем снижения пик-фактора, использующих два критерия останова, позволяет выявить наиболее эффективный из них с точки зрения реализации в системах передачи информации с многочастотной модуляцией с использованием банка фильтров. Целью работы является определение влияния критерия останова на снижение пик-фактора сигналов многочастотной модуляции с использованием банка фильтров методом частичной передачи последовательности на результирующие характеристики пик-фактора и энтропии сигналов. Используемые методы: для исследования применяются алгоритмы выбора фазовых множителей в методе частичной передачи последовательности, а также вычисление показателей пик-фактора и энтропии для оценки эффективности. Новизна: состоит в том, что впервые проведён сравнительный анализ эффективности снижения пик-фактора и энтропии использованием критерия останова по энтропии и пик-фактору в методе частичной передачи последовательности для сигналов с многоканальной модуляцией с использованием банка фильтров с учётом вариаций количества окон и итераций. Результат: заключается в том, что критерий останова по пик-фактору даёт более выраженный эффект на первых шагах, но требует точной настройки количества итераций и окон, так как дальнейшее увеличение этих параметров даёт малозначительный прирост, тогда как критерий останова по энтропии обеспечивает более стабильное снижение пик-фактора, но эффект её менее выражен. Практическая значимость: заключается в улучшении характеристик сигналов многочастотной модуляции с использованием банка фильтров, что позволяет снизить энергопотребление и повысить эффективность усилителей мощности в системах связи нового поколения.

Постановка задачи: возможность обеспечения связью стационарных и подвижных объектов в заданном районе определяется отношением сигнал/помеха. В условиях отсутствия преднамеренных помех одним из основных факторов снижения качества приема становится наличие непреднамеренных помех, включающих несколько различных компонентов. Прогнозирование непреднамеренных помех может быть выполнено на основе разработанных методик и соответствующих расчетных программ, опирающихся на рекомендации Международного союза электросвязи. Однако, недостатки, присущие существующим методикам и их программным реализациям, не позволяют в ряде случаев использовать их в расчетах показателей связи без существенных доработок. Цель работы: разработать методику прогнозирования непреднамеренных помех в диапазоне 0,01–30 МГц и соответствующую программную реализацию, устраняющую недостатки существующих методик для последующего применения в интересах прогнозирования зон обеспечения связью. Используемые методы: проведенный системный анализ позволил обобщить результаты, полученные в области прогнозирования непреднамеренных помех. Устранение недостатков существующих методов и их программных реализаций, обеспечение совместимости с некоторыми методами прогнозирования энергетических параметров радиотрасс выполнено на основе системного подхода. Новизна: разработанная методика и соответствующая программная реализация обеспечили устранение трансэкваториального скачка характеристик атмосферных помех, обусловленного различием аппроксимационных сезонных функций частотного приведения эффективного коэффициента шума, приведение карт помеховых характеристик к всемирному скоординированному времени, внедрение возможности учета вероятности превышения заданного уровня шума при вычислении напряженности поля помех и мощности помех и ряд других изменений. Практическая значимость: программная реализация методики выполнена в виде пакета расширения mRNoise для системы моделирования Matlab. Пакет расширения mRNoise доступен на открытых ресурсах Matlab-Central и GitHub. Результаты прогнозирования напряженности поля помех и мощности помех могут быть в дальнейшем использованы для определения качества связи в заданных районах.

В работе представлен сравнительный анализ двухдиапазонных миниатюрных антенн, предназначенных для работы в стандартах Wi-Fi 4 – 6 (IEEE802.11n, IEEE802.11ac, IEEE802.11ax). На основании полученных характристик, оказолось, что предлагаемые разработки имеют ряд недостатков, снижающих эффективность их использования в составе носимых мобильных точек доступа. Поскольку с каждым годом растет функциональность и уменьшаются массогабаритные параметры приёмо-передающих устройств, актуализировалась задача создания новых антенн, соответствующих более строгим критериям. Целью работы является разработка энергоэффективной и компактной антенны, размещенной внутри корпуса носимой точки доступа. Необходимо обеспечить в двух частотных диапазонах Wi-Fi (2,4 – 2,48 ГГц, 5,15 – 5,93 ГГц) коэффициент стоячей волны по напряжению не более двух, при этом ширина луча диаграммы направленности в азимутальной плоскости по уровню минус 3 дБи должна быть не менее 195 градусов. К результатам работы следует отнести создание модели двухдиапазонной дипольной антенны, которая представляет собой диэлектрическую подложку с размещенными на двух её сторонах идентичными излучателями, расположенными симметрично относительно плоскости платы и соединенными между собой сквозными металлизированными отверстиями. Каждый из излучателей представляет собой два электрически связанных симметричных вибратора разной конфигурации и длины. В результате оптимизации конструкции в программе «CST Studio Suite» удалось добиться значений коэффициента стоячей волны по напряжению не более 1,5 в требуемых диапазонах. При этом диаграмма направленности на частоте 2,4 ГГц всенаправленная в горизонтальной плоскости, а во второй полосе рабочих частот имеет кардиоидную форму с шириной луча от 199 до 224 градусов. Практическая значимость: разработанная антенна повышает дальность и качество связи, при габаритах схожих с конкурентами. Это предоставляет возможность интрегрировать ее в уже существующие устройства, повышая эффективность их работы.

Наиболее ответственным этапом большинства космических проектов по исследованию планет Солнечной системы и их спутников является посадка спускаемого аппарата на поверхность, от результатов которой зависит успех миссии в целом. Важную роль в процессе посадки играет радиолокатор, измеряющий вектор скорости и высоту посадочного аппарата относительно поверхности. Определенную уверенность в положительном исходе процесса посадки могут дать результаты наземных испытаний, достоверность которых зависит от степени воспроизведения ожидаемых условий работы посадочного радиолокатора. В статье рассматриваются подходы к имитации условий работы посадочного радиолокатора в ходе наземных испытаний

В работе рассматриваются особенности формирования результирующего поля побочного электромагнитного излучения на объектах информатизации с учетом многолучевости распространения радиоволн, проводится оценка достижимых значений ошибки определения коэффициента ослабления при использовании известных методик определения ослабления поля побочного электромагнитного излучения на основе детерминированной модели распространения радиоволн внутри здания. Показана необходимость существенной доработки методики определения коэффициента ослабления, поскольку в известном виде, она пригодна лишь для измерений в свободном пространстве и дает весьма существенные ошибки в условиях города и внутри зданий, или использования при приеме сигналов адаптивных способов приема (например, разнесенный прием), что позволяет существенно снизить уровень интерференционных провалов результирующей электродвижущей силы.

Довольно часто во многих задачах статистической радиотехники и радиофизики статистические выводы основываются не только на наблюдениях, но и на априорных предположениях об исследуемой ситуации, например, в виде тех или иных распределений в изучаемой модели. Как правило, в работах решается задача объединения независимых каналов обнаружения случайного сигнала на фоне случайной помехи независимой интенсивности в предположении нормальности всех случайных величин.

Цель — обнаружение случайного сигнала на фоне аддитивной помехи с негауссовским характером распределения при наличии обучающих неидеальных помеховых выборок на основе максиминного решающего правила при проверке гипотез.

Материалы и методы. В данной работе аналогичный вопрос исследуется для негауссовских нестационарных случайных величин при наличии обучающих неидеальных помеховых выборок.

Результаты. Задачу обнаружения решали на основе информации 2К независимых каналов. При этом в основных К каналах формируются выборки размером n комплексных амплитуд смеси сигнала и помехи, в дополнительных К каналах — выборочные значения помехи. Решение задачи осуществляется на основе максиминного решающего правила для проверки гипотезы H0 против альтернативы H1.

Выводы. Рассмотрен пример обнаружения случайного сигнала на фоне аддитивной негауссовской нестационарной помехи с плотностью распределения вероятностей, описывающейся законом Лапласа.

В статье показано, как выбор типа аппроксимации фильтра влияет на частотные характеристики направленного ответвителя, в который они установлены вместо четвертьволновых отрезков для его миниатюризации. В работе представлены результаты моделирования Т-образных и П-образных фильтров нижних частот (ФНЧ) с помощью пакета «QucsStudio». Были исследованы различные характеристики мостов, включая коэффициенты отражения и передачи, а также разность фаз между сигналами. Авторы приходят к выводу, что при разработке компактных направленных ответвителей следует использовать П-образные схемы для уменьшения размеров устройства и более высокий порядок фильтра для обеспечения более широкой полосы рабочих частот. Оптимальным вариантом является Т-образный ФНЧ 5-го порядка Чебышева с коэффициентом отражения |S11| = 5 %.