ВОПРОСЫ ТЕОРИИ / Все номера

Космическое пространство (КП) является естественной радиационной средой, в которой действуют: галактическое излучение, излучение Солнца, особенно в периоды солнечной активности. Магнитное поле Земли, захватывая заряженные частицы, образует естественные радиационные пояса Земли и исскуственные радиационные пояса Земли, оказывающие значительное влияние на аппаратуру и человека. При полётах к некоторым планетам космические аппараты (КА) могут подвергаться воздействию ионизирующих излучений этих планет.

Данная работа является продолжением цикла работ, посвящённого тематике применения программируемых аналоговых (AN221E04) и цифровых (PIC18F452) интегральных микросхем для разработки нестандартной геофизической аппаратуры [1, 2].
В работе представлены экспериментальные данные АЧХ поля атмосфериков, зарегистрированного одновременно на двух разнесённых по широте обсерваториях Полярного геофизического института РАН [Ловозеро (67,97°N, 35,02°E) и Баренцбург (78,08°N, 14,22°E)] во время вспышек на Солнце класса B, M (09.11.2021). Используемая приёмно-регистрирующая аппаратура была разработана в ПГИ на основе программируемых аналоговых (AN221E04) и цифровых (PIC18F452) интегральных микросхем, что дало возможность получить высокую точность обработки аналоговых сигналов (не хуже 1%). Это позволило сопоставлять результаты регистрации, выполненные в разных точках наблюдений, с численным моделированием процессов в нижней ионосфере Земли.
Результаты первичной обработки экспериментальных данных показали, что вариации АЧХ поля атмосфериков могут стать дополнительным индикатором состояния солнечной активности и солнечных вспышек.

В статье рассмотрены испытания серийного изделия комплекса управления с бесплатформенной инерциальной навигационной системой в виде гироинерциального блока. Приведены четыре результата испытаний на классический удар и широкополосную случайную вибрацию с последующим анализом.

В статье приведены результаты сравнительного анализа двух способов формирования межчастотного корреляционного признака, используя как оценку максимального правдоподобия модуля межчастотного коэффициента корреляции, так и оценку межчастотного коэффициента корреляции с нормировкой по классифицированной выборке наблюдений. Анализ выполнен с использованием аналитического подхода, который верифицирован моделированием в MATLAB. Сделан вывод о том, что применение предложенного способа нормирования заметно повышает эффективность правильной классификации протяжённого объекта и требует меньшей выборки наблюдений.

Рассматриваются вопросы цифровой фильтрации измерительного видеосигнала с применением селективных БИХ-фильтров с гауссовой амплитудно-частотной характеристикой. Приводится постановка задачи синтеза гауссова фильтра методами нелинейного математического программирования в дискретном пространстве квантованных коэффициентов. Рассмотрен пример решения задачи дискретного синтеза гауссова БИХ-фильтра нижних частот, отвечающего требованиям высокоточной фильтрации измерительного видеосигнала. Приведён анализ его характеристик в частотной и временно́й области, а также представлены данные экспериментальных измерений.

В работе рассмотрены вопросы реализации высокоизбирательных перестраиваемых полосовых фильтров, предназначенных для использования в качестве преселекторов/постселекторов в приёмопередающей аппаратуре.

Интеллектуальный метод служит для нахождения глобальных минимумов и максимумов многомерной функции. Область существования функции по каждому аргументу один или несколько раз делится пополам, в каждой зоне инициируется до 30 случайных агентов, находятся их экстремумы, и выбирается зона с наилучшим оптимумом. В выделенной зоне определяются случайные экстремумы для 100–500 агентов и выбирается наиболее оптимальный.

Метки RFID крайне востребованы и всё активнее внедряются в повседневную жизнь. Именно по этой причине технологии RFID быстро развиваются. Эта статья является обзором текущего состояния и перспектив эволюционирования технологий RFID.

С помощью программы ANSYS HFSS проведены расчёты осесимметричного перехода между круглыми волноводами и перехода от круглого волновода к прямоугольному волноводу. Рассмотрено возбуждение переходов разными модами круглого волновода (TE11, TM01 и ТЕ21). Ширина относительной полосы частот при расчёте составляла 40% (8…12 ГГц), наибольший поперечный размер волноводов равен 2,4 на центральной частоте. Показано, что для подобных вычислительных задач применение ANSYS HFSS может давать ошибочные результаты из-за ограничения максимального числа мод в волновых портах 25 модами. Предложено вводить в анализируемой структуре продольные плоскости симметрии, на которых должны быть введены граничные условия, соответствующие возбуждающим модам, и получать вырезки в форме «половинки» или «четвертинки» структуры. Результаты расчёта в ANSYS HFSS для «четвертинки» структуры сравниваются с результатами, полученными по методу моментов, и получено полное совпадение.

В статье рассмотрен способ построения отражательного режекторного фильтра с использованием полосового ПАВ-фильтра и направленного ответвителя. Описан принцип его работы и возможные варианты применения. Приведён пример расчёта параметров модели и представлено их сравнение с характеристиками изготовленного прототипа для конкретного варианта использования.

В статье рассмотрена проблема классификации радиолокационных целей по их продольному размеру с использованием межчастотного корреляционного признака. Для повышения быстродействия классификации за один обзор РЛС предлагается предварительно производить декорреляцию принимаемых сигналов на каждой из несущих частот.

В данной статье приводятся экспериментальные данные характеристик поля атмосфериков, зарегистрированных на авроральной  обсерватории ПГИ Ловозеро (Мурманская обл.) во время солнечной вспышки по X-Ray Flux данным спутника GOES. Приведены амплитудно-временны′е вариации спектральных составляющих электромагнитного поля атмосфериков при вспышке на Солнце мощности класса В, С (20.11.2020 г.). В качестве приёмно-регистрирующей аппаратуры на обсерватории использовался приёмник ОНЧ-диапазона (400...7500 Гц) с рамочной антенной на входе и последовательный анализатор спектра поля атмосфериков в качестве регистратора принятых сигналов.

В работе дана краткая сравнительная характеристика высокоэнергетических методов возбуждения характеристической рентгеновской эмиссии, основанных на применении пучков жёсткого рентгеновского излучения, потоков ионов высоких энергий и электронного микрозондирования материалов, ориентированная на элементный анализ планарных наноструктур. Описаны возможности такого анализа поверхности материалов. В частности, описан метод рентгено-флюоресцентного анализа, выполняемый в условиях полного внешнего отражения потока жёсткого рентгеновского излучения от изучаемой поверхности (РФА ПВО), недеструктивный диагностический метод, не требующий для своего применения вакуумирования, позволяющий эффективно определять усреднённый состав поверхностного слоя материала толщиной 8-10 нм. Приведены экспериментальные данные, подтверждающие эффективность представленных методов для элементной диагностики планарных наноструктур.

В статье рассматриваются методы измерения в СВЧ-диапазоне свойств многослойных нанокомпозитных сегнетоэлектрических плёнок на основе твёрдых растворов бария-стронция (BSTO).

Рассматривается задача классификации объектов в РЛС по их продольному размеру на основе межчастотного корреляционного признака. Оптимальный для этой задачи классификатор строится на основе оценки максимального правдоподобия модуля межчастотного коэффициента корреляции, сравниваемого с порогом. Однако есть два способа формирования этой оценки: с использованием независимых выборок наблюдений от обзора к обзору и коррелированных выборок от импульса к импульсу в одном обзоре. Об особенностях такого формирования межчастотного корреляционного признака и пойдёт речь в этой статье.

В статье рассматривается современный подход к определению характеристик импульсных радиопомех с использованием амплитудно-вероятностного распределения. Рассмотрены источники помех с нестационарными спектрально-энергетическими характеристиками, проанализированы требования стандартов к средствам измерений, имеющим функцию построения амплитудно-вероятностного распределения. Рассмотрены схемы установок для измерений амплитудно-вероятностного распределения. В качестве примера рассмотрены новые возможности измерительных приёмников Rohde&Schwarz ESW, позволяющих значительно ускорить испытания на эмиссию излучаемых радиопомех для оборудования некоторых типов.

Рассматривается задача корреляционного обнаружения флюктуирующих коррелированных сигналов на фоне некоррелированного шума. Один способ корреляционного обнаружения реализуется с помощью умножения и когерентного накопления сигналов с фиксированным порогом. В другом предложенном способе после умножения и когерентного накопления используется адаптивный порог. Расчёт порогов для вероятностей ложных тревог на выходе этих корреляционных обнаружителей для малых выборок наблюдения произведён аналитически, а вероятности правильного обнаружения рассчитаны моделированием в системе MATLAB. Данные результаты в радиолокационной практике получены впервые. На способ адаптивного корреляционного обнаружения получен патент.

В статье рассмотрена номенклатура параметров магнитопроводов, представляющих интерес в контексте их использования в составе обмоточных изделий. Выполнен анализ способов построения семейства петель гистерезиса для оценки магнитных свойств магнитопроводов. Показано, что наиболее применимым для этой цели в условиях радиолаборатории является способ трансформатора, при котором петли гистерезиса отображаются на экране осциллографа в XY-режиме. Выполнен анализ составляющих погрешности построения петель гистерезиса при использовании метода трансформатора. С применением осциллографа серии R&S RTO в качестве примера выполнены измерения магнитных характеристик для магнитопровода, предназначенного для использования в трансформаторах и индуктивностях.

Для обеспечения приемлемых энергетических характеристик в современных модулях питания с низкими выходными напряжениями и большими токами нагрузки применяется синхронное выпрямление. Замена диода Шоттки на MOSFET повышает эффективность, так как прямое падение напряжения на MOSFET более низкое благодаря его меньшему сопротивлению в открытом состоянии (и, следовательно, ниже потери) по сравнению с диодом. Работа двух MOSFET в данной схеме должна быть синхронизирована таким образом, чтобы они открывались и закрывались попеременно. Разработчики должны знать о некоторых проблемах, возникающих при проектировании синхронных выпрямителей. Об одной из этих проблем – токе через внутренний диод MOSFET во время необходимых задержек на переключение транзистора – рассказано в данной статье, которая является авторским переводом работы [1].

Для снижения дозовых нагрузок на электронную компонентную базу космических аппаратов от потоков электронов и протонов радиационных поясов Земли применяются экраны локальной радиационной защиты. Такие экраны изготавливают на основе материалов с большим атомным номером и высокой плотностью (вольфрама, тантала, композита W-Cu и др.), а затем интегрируют в металлокерамические корпуса электронных компонентов с недостаточным уровнем радиационной стойкости. Методом Монте-Карло рассмотрены способы снижения уровня поглощённой кристаллами активных элементов дозы с помощью экранов радиационной защиты на основе композита W-Cu в гибридных металлических корпусах при воздействии электронов круговой орбиты с углом наклонения 30° и высотой 8000 км.

В настоящей статье разъясняются отличия между ваттами и вольт-амперами, а также приводятся примеры правильного и неправильного использования терминов в отношении оборудования резервного электропитания.

Поскольку технология мощных GaN-приборов развивается и получает признание на мировом рынке, поставщики изделий просто обязаны подтвердить её надёжность. Эта статья посвящена подходам к испытаниям, используемым для установления частоты отказов в условиях высоких температур (HTOL) на постоянном токе (DC HTOL) и в режиме усиления СВЧ-сигнала (RF HTOL). Основное внимание уделено методу испытаний RF HTOL, который использует компания M/A-COM Technology Solutions для аттестации своей новой линейки MAGX дискретных мощных GaN-транзисторов на карбиде кремния. Обсуждаются результаты сравнения надёжности GaN и кремниевых полупроводниковых технологий.

Статья посвящена проблеме выбора исходных параметров АЧХ классических цифровых БИХфильтров Баттерворта, Чебышева (I и II) и Золотарёва-Кауэра с целью получения минимальной неравномерности ХГВЗ и/или минимальной нелинейности ФЧХ в полосе пропускания. Рассмотрен ряд вопросов, а именно: как найти оптимальные параметры, какая аппроксимация является наилучшей, насколько хороши решения с квантованными коэффициентами, можно ли улучшить результаты, найденные ранее оригинальными методами аппроксимации, и как сильно влияет выбор исходных параметров на выравнивание ХГВЗ с помощью фазовых корректоров.

В статье рассматривается способ управления динамическими объектами с неизвестными математическими моделями, основанный на принципах прямого и обратного адаптивного моделирования объекта. При этом адаптивные модели в системе управления реализуются в виде трансверсальных фильтров с весовыми коэффициентами, перестраиваемыми по алгоритму наименьших квадратов в режиме реального времени. Результаты имитационного моделирования системы свидетельствуют об эффективности использования предложенных алгоритмов для адаптивного управления объектами с параметрической и структурной неопределённостью.

Рассматривается метод цифровой линеаризации датчиков, основанный на адаптивном обратном моделировании неопределённых динамических объектов. Модель датчика представляет собой весовой коэффициент, перестраиваемый по методу наименьших квадратов в режиме реального времени. Показано, что предлагаемая адаптивная структура проста в реализации и обеспечивает высокую точность линеаризации. Приведены результаты компьютерного моделирования, подтверждающие эффективность предложенных алгоритмов.

В статье рассматривается цифровой БИХ-фильтр второго порядка прямой формы, работающий с фиксированной точкой и единственным округлением после суммирования. Сравниваются существующие верхние границы амплитуды предельных циклов при нулевом входе фильтра и их фактическая максимальная амплитуда, найденная прямым моделированием с помощью алгоритма исчерпывающего поиска. Иллюстрируются зависимости максимальной амплитуды от значений коэффициентов фильтра. На основе анализа зависимостей установлены области коэффициентов, где фактическая максимальная амплитуда предельных циклов определяется аналитически. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании более сложных структур фильтров, состоящих из звеньев не выше второго порядка, например, каскадных или параллельных.

Статья посвящена практическим вопросам создания помехоустойчивых систем электропитания. Рассматриваются способы повышения качества электрического питания в распределённых системах на основе модульных унифицированных преобразователей.

Автор предлагает способ определения объёма выборки изделий в рамках периодических испытаний для оценки их качества и надёжности на основе теории вероятностей и теоремы Байеса.

Рассматривается метод синтеза упругомассовой системы управления по желаемой переходной характеристике. Показано, что параметры регулятора определяются из соотношений, полученных путём минимизации отклонения переходного процесса в синтезируемой системе от желаемого. Описана методика синтеза, выполнено компьютерное моделирование системы и представлены его результаты.

В статье рассмотрены квазиоптимальные адаптивные алгоритмы обнаружения сигналов в условиях априорной помеховой неопределённости, основанные на Марковской и авторегрессионной моделях коррелированных помех. Оба подхода позволяют приблизиться к оптимальной обработке, не прибегая к обращению оцениваемой ковариационной матрицы помехи. Несомненным преимуществом обладает авторегрессионный подход, обеспечивающий обнаружение сигналов на фоне многокомпонентных коррелированных помех.

В статье рассмотрены многодатчиковые измерительные схемы, приведены основные соотношения, устанавливающие связь между входными и выходными сигналами, представлена схема на ОУ, устраняющая взаимное влияние датчиков.

В статье рассматриваются каскадные цифровые БИХ-фильтры на базе звеньев 2-го порядка прямой формы, оперирующие с фиксированной точкой. Округление в фильтрах выполняется как внутри звеньев, так и между ними, что даёт возможность выбрать неидентичными длины слов переменных в цепях прямой и обратной связи. Представлены варианты определения длины слова, основанные на вероятностной, детерминированной и фактической оценке ошибки, обусловленной округлениями. Для этих вариантов на конкретных примерах показано, как сильно отличаются длины слов в цепях прямой и обратной связи, какое упрощение даёт введение округления между звеньями и на сколько необходимо увеличить длину слова в цепях обратной связи, если требуется устранить предельные циклы на выходе фильтра при нулевом входе.

Необходимость в распознавании синхронизации псевдослучайных последовательностей возникает, если входящая последовательность содержит ошибки. Предлагается способ решения этой задачи. Исследуются условия его применимости, приводятся результаты моделирования.

В статье рассмотрена проблема гибкого и эффективного использования умножителей при организации прореживания высокоскоростного цифрового потока в цифровых фильтрах-дециматорах. Описаны способы, позволяющие организовать параллельные вычисления на скоростях, превышающих скорость следования отсчётов.

В статье рассматривается задача цифровой узкополосной фильтрации, базирующейся на принципах адаптивного подавления помех. Выполнен анализ схемы одночастотного адаптивного фильтра. Получены дискретные передаточные функции и соответствующие им алгоритмы функционирования узкополосных фильтров с заданной частотой настройки. Разработана простая методика синтеза, обеспечивающая требуемые значения добротности и быстродействия фильтров. Показано, что динамические характеристики предлагаемых алгоритмов полностью соответствуют динамическим характеристикам алгоритмов адаптивного фильтра второго порядка с перестраиваемыми весовыми коэффициентами. Приведены результаты компьютерного моделирования, подтверждающие эффективность предложенных решений.

В статье представлен способ помехоустойчивого кодирования с формированием состояний контрольных разрядов путём попарного сложения по модулю 2 состояний всех информационных разрядов.

В статье проанализировано влияние проникающей радиации на параметры основных интегральных элементов. Рассмотрены конструктивнотехнологические особенности транзисторов, предназначенных для реализации аналого-цифровых компонентов радиационно-стойких микроэлектронных устройств типа «система в корпусе».

В статье описан новый способ формирования оценки доплеровской разности фазы коррелированной помехи, который представляет собой попытку улучшения геометрического способа без существенных аппаратурных затрат. Представлены результаты расчёта нескольких способов формирования оценки, выполненные в программе MATLAB.

В статье рассматривается задача синтеза цифровых фильтров на основе параллельного соединения двух фазовых цепей с конечной длиной слова коэффициентов. Для её решения предлагается использовать модифицированный алгоритм вариации исходных параметров, который может значительно улучшить результаты синтеза. Суть модификации - использование ещё одного варьируемого параметра, а именно порядка фильтра, который изменяется в алгоритме непрерывно, принимая нецелочисленные значения в соотношениях для расчёта коэффициентов. При этом собственно порядок фильтра остаётся неизменным и равным целому числу. Эффективность алгоритма подтверждена примерами синтеза.

В статье рассматривается задача линеаризации амплитудной характеристики усилителя мощности (УМ ) на основе адаптивного обратного моделирования объектов типа «чёрный ящик». Выполнен анализ цифрового метода предыскажения сигналов в тракте усиления, основанного на табличном представлении алгоритмической модели УМ. Предложен алгоритм цифровой адаптивной линеаризации коэффициента передачи усилителя, который не требует предварительного составления таблиц. Приведены результаты компьютерного моделирования системы, подтверждающие эффективность предложенных решений.

О скинэффекте и методах борьбы с ним знает каждый специалист, работающий с относительно высокочастотными приложениями. Принято считать, что он проявляется на частотах, начинающихся с сотен килогерц, а в звуковом диапазоне им можно пренебречь. Но оказывается, поверхностный эффект создаёт проблемы в межблочных и акустических кабелях именно на низких частотах!

Настоящая статья является введением в теорию и практику адаптивной фильтрации. В ней рассмотрены основные понятия и термины, используемые в адаптивной обработке сигналов, структуры адаптивных фильтров, целевые функции, лежащие в основе функционирования адаптивных фильтров, а также ряд наиболее известных приложений адаптивных фильтров, таких как подавление эхо-сигналов, выравнивание электрических характеристик каналов связи, адаптивные антенные решётки, шумоочистка и линейное предсказание.

Рассмотрены несколько алгоритмов построения обнаружителя сигналов с квадратурной обработкой, включая упрощённые, когда на порог подаётся квадрат огибающей, или сумма модулей сигналов квадратурных каналов, или максимальное значение модуля одной из квадратур. Данные алгоритмы распространены на многоканальное построение обнаружителей сигналов. Сопоставление алгоритмов по характеристикам обнаружения показало, что более простые в реализации алгоритмы по эффективности незначительно уступают оптимальному.

Настоящая статья является введением в теорию и практику адаптивной фильтрации. В ней рассмотрены основные понятия и термины, используемые в адаптивной обработке сигналов, структуры адаптивных фильтров, целевые функции, лежащие в основе функционирования адаптивных фильтров, а также ряд наиболее известных приложений адаптивных фильтров, таких как подавление эхо-сигналов, выравнивание электрических характеристик каналов связи, адаптивные антенные решётки, шумоочистка и линейное предсказание.

Настоящая статья является введением в теорию и практику адаптивной фильтрации. В ней рассмотрены основные понятия и термины, используемые в адаптивной обработке сигналов, структуры адаптивных фильтров, целевые функции, лежащие в основе функционирования адаптивных фильтров, а также ряд наиболее известных приложений адаптивных фильтров, таких как подавление эхо-сигналов, выравнивание электрических характеристик каналов связи, адаптивные антенные решётки, шумоочистка и линейное предсказание.

В статье приведён краткий обзор основных параметров, используемых при различных методах измерения интервалов времени и частоты сигналов.

Рассмотрены волноводные СВЧ-камеры, реализующие различные процессы обработки материалов в СВЧ-электромагнитном поле, когда материал проходит через серию камер непрерывным потоком, пересекая каждую из них в плоскости, параллельной узкой стенке волновода. Определено взаимное расположение проходных щелей в волноводе, их длина, ширина, а также методы защиты входа и выхода камеры от паразитных электромагнитных излучений. Проанализированы методы измерения текущих диэлектрических характеристик материала.

Схемы автономных одноключевых параллельных инверторов напряжения являются перспективными для применения в устройствах силовой электроники больших мощностей и частот.

Схемы автономных одноключевых параллельных инверторов напряжения являются перспективными для применения в устройствах силовой электроники больших мощностей и частот.

На примере волноводной СВЧ-камеры рассматриваются особенности прохождения термических процессов в СВЧ-электромагнитном поле. Показано, что основными преимуществами сушки в СВЧ-электромагнитном поле являются увеличение КПД и управляемости процессом за счёт измерения меняющихся диэлектрических характеристик материала. Предложена методика, позволяющая определить целесообразность проведения термической обработки материала в СВЧ-электромагнитном поле и оптимизировать параметры этого процесса.

В статье показано, что для обработки сигналов с матриц, а также измерения их параметров можно использовать эргодическую гипотезу. Описывается проект экспериментальной установки для измерения параметров матриц в ИК-диапазоне.