Journal of the Russian Universities. Radioelectronics / Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника
Not a member yet
541 research outputs found
Sort by
A Target Threat Assessment Method for Application in Air Defense Command and Control Systems
Get PDFIntroduction. This paper presents a solution for threat assessment of air targets using the fuzzy logic inference method. The approach is based on the Sugeno fuzzy model, which has multiple inputs representing target trajectory parameters and a single output representing the target threat value. A set of IF–THEN fuzzy inference rules, utilizing the AND operator, is developed to assess the input information.Aim. To develop and test an algorithm model to calculate the threat value of an air target for use in real-time automated command and control systems.Materials and methods. An algorithm model was developed using a fuzzy model to calculate the threat value of a target. The model is presented in the form of a flowchart supported by a detailed stepwise implementation process. The accuracy of the proposed algorithm was evaluated using the available toolkit in MATLAB. Additionally, a BATE software testbed was developed to assess the applicability of the algorithm model in a real-time automated command and control system.Results. The efficiency of the proposed fuzzy model was evaluated by its simulation and testing using MATLAB tools on a set of 10 target trajectories with different parameters. Additionally, the BATE software was utilized to test the model under various air defense scenarios. The proposed fuzzy model was found to be capable of efficiently computing the threat value of each target with respect to the protected object.Conclusion. The proposed fuzzy model can be applied when developing tactical supporting software modules for real-time air defense command and control systems.Introduction. This paper presents a solution for threat assessment of air targets using the fuzzy logic inference method. The approach is based on the Sugeno fuzzy model, which has multiple inputs representing target trajectory parameters and a single output representing the target threat value. A set of IF–THEN fuzzy inference rules, utilizing the AND operator, is developed to assess the input information.Aim. To develop and test an algorithm model to calculate the threat value of an air target for use in real-time automated command and control systems.Materials and methods. An algorithm model was developed using a fuzzy model to calculate the threat value of a target. The model is presented in the form of a flowchart supported by a detailed stepwise implementation process. The accuracy of the proposed algorithm was evaluated using the available toolkit in MATLAB. Additionally, a BATE software testbed was developed to assess the applicability of the algorithm model in a real-time automated command and control system.Results. The efficiency of the proposed fuzzy model was evaluated by its simulation and testing using MATLAB tools on a set of 10 target trajectories with different parameters. Additionally, the BATE software was utilized to test the model under various air defense scenarios. The proposed fuzzy model was found to be capable of efficiently computing the threat value of each target with respect to the protected object.Conclusion. The proposed fuzzy model can be applied when developing tactical supporting software modules for real-time air defense command and control systems
Расширение частотной характеристики измерителя импульсного магнитного поля на основе RL-интегратора
Get PDFIntroduction. Measurements of the amplitude-time characteristics of pulsed magnetic fields are required in various research and technology areas. Such measurements are carried out during pulsed magnetic field immunity testing, with the magnetic field pulse rise time being hundreds of ns, and the pulse duration to its half initial value (halfdroop) being hundreds of µs.Aim. To develop a meter of magnetic field strength with a linear conversion characteristic for measuring the pulse rise time, the pulse duration to its half-droop, and the peak value of the pulsed magnetic field strength.Materials and methods. Among several available methods for measuring pulsed magnetic field parameters, the induction method was selected. To obtain a signal proportional to the pulsed magnetic field strength, a signal from the induction transducer is integrated using a self-integrating induction transducer (RL integration) or by using an external RC integrator. The former method shows good results when measuring signals with a duration of hundreds of ns; however, this method is inefficient when measuring the parameters of longer-duration pulses. The latter method is used to determine the parameters of signals with a duration of hundreds of µs and ms; however, this method gives a large error when measuring the parameters of signals with a duration of hundreds of ns and less. The consecutive use of the two integration methods leads to an additional error in the measurement of the pulse duration to its half-drop.Results. A setup for determining the required magnetic field pulse parameters using a pulse magnetic field meter based on an RL integrator was developed. The relative measurement errors comprised 10, 10, and 9 %, respectively. The developed setup eliminates the error caused by losses in the active resistance of an induction transducer, thus enabling the pulse duration to its half-droop to be measured without additional errors under the pulse rise time of hundreds of ns and the pulse droop time of hundreds of µs.Conclusion. The development of a functional converter made it possible to extend the frequency response of a pulsed magnetic field meter based on an RL integrator to the low-frequency region.Введение. В некоторых областях современной науки и техники необходимо проводить измерения амплитудно-временных характеристик импульсного магнитного поля. Такие измерения проводят при испытаниях на стойкость к импульсному магнитному полю, при этом длительность фронта импульса магнитного поля составляет сотни наносекунд, а длительность импульса до полуспада – сотни микросекунд.Цель работы. Разработка измерителя напряженности магнитного поля, обладающего линейной характеристикой преобразования, позволяющего проводить измерения длительности фронта, длительности импульса до полуспада и пикового значения напряженности импульсного магнитного поля.Материалы и методы. Для измерения параметров импульсного магнитного поля существует несколько методов, в данной статье выбран индукционный метод. Для получения сигнала, пропорционального напряженности импульсного магнитного поля, сигнал с индукционного преобразователя интегрируют с использованием самоинтегрирующего индукционного преобразователя (RL-интегрирование) или при помощи внешнего RC-интегратора. Первый способ показывает хорошие результаты при измерении сигналов длительностью сотни наносекунд, однако дает плохой результат при измерении параметров более длинных импульсов. Второй способ применяют для определения параметров сигналов длительностью сотни микро- и миллисекунд, данный способ дает большую погрешность при измерении параметров сигналов длительностью сотни наносекунд и меньше. Последовательное использование двух способов интегрирования приводит к возникновению дополнительной погрешности измерения длительности импульса до полуспада.Результаты. Разработано устройство, которое позволило при помощи измерителя импульсного магнитного поля на основе RL-интегратора определять требуемые параметры импульса магнитного поля с относительными погрешностями 10, 10 и 9 % соответственно. Данное устройство устраняет ошибку, вызванную потерями в активном сопротивлении индукционного преобразователя, что позволяет провести измерение длительности импульса до полуспада без дополнительных погрешностей в условиях, когда длительность фронта импульса составляет сотни наносекунд, а длительность спада импульса – сотни микросекунд.Заключение. Разработка функционального преобразователя позволила расширить частотную характеристику измерителя импульсного магнитного поля на основе RL-интегратора в область низких частот
Смеситель частот диапазона 13…67 ГГЦ
Get PDF Introduction. The requirements for the performance of measuring devices, including their operating frequency, are constantly becoming stricter. This encourages the creation of wide-band microcircuits for application in microwave blocks of devices, such as vector network analyzers (VNA) and spectrum analyzers (SA). One of such microcircuits, used in the receiver system, is a frequency mixer. The operating range of the mixer determines the operating range of the measuring instrument. Aim. Research and development of an ultra-wideband integrated circuit for a 13…67 GHz frequency mixer based on the GaAs QSBD technology by Micran JSC. Materials and methods. An analysis of existing classic and modified circuit transformers used in mixers was conducted. A modification of the transformer circuit, which allowed a frequency range of 10…70 GHz to be achieved,was proposed. Based on the obtained transformer and GaAs diode technology of Micran JSC, a complete mixer topology was developed and produced. An electrodynamic analysis of the integrated circuit was carried out; measurements were performed using a VNA up to 67 GHz. Results. A wideband mixer with a frequency range of 10…67 GHz is developed. A circuit design is proposed based on a balanced circuit with modified transformers and an intermediate frequency output circuit. The calculated dependences and measurement results of the integrated circuit of the mixer are presented. The mixer exhibits a conversion loss of less than 10 dB in the range of 10…67 GHz. Conclusion. A new broadband transformer with a range of operating frequencies from 10 to 70 GHz was developed. On its basis, a mixer microcircuit was simulated and manufactured. This microcircuit can be used in the receiving and transmitting units of modern measuring instruments. In terms of its characteristics, the proposed microcircuit is an analog of the Marki Mikrowave MM1-1467L mixer. Введение. С каждым годом требования к характеристикам измерительной техники растут. Одной из таких характеристик является полоса пропускания прибора. Данный факт вынуждает создавать широкополосные микросхемы для применения в СВЧ-блоках приборов, таких как векторные анализаторы цепей (ВАЦ) и анализаторы спектра. Одной из микросхем, применяемой в блоках приемников подобного оборудования, является смеситель частот. От диапазона частот смесителя зависит полоса частот приемника и, как следствие, полоса пропускания всего прибора в целом. Цель работы. Исследование и разработка сверхширокополосной интегральной схемы смесителя частот диапазона 13…67 ГГц на основе технологии квазивертикальных диодов Шоттки на подложке GaAs АО «НПФ "Микран"». Материалы и методы. Проведен анализ существующих классических и модифицированных вариантов трансформаторов, применяемых в смесителях. Ни один из данных трансформаторов не удовлетворяет требованиям указанной полосы пропускания. Предложена модификация схемы трансформатора, которая позволила добиться рабочего диапазона частот 10…70 ГГц. На базе полученного трансформатора и диодной GaAs-технологии АО «НПФ "Микран"» разработана полная топология смесителя. Проведен электродинамический анализ интегральной схемы. При измерениях применялись ВАЦ до 67 ГГц. Результаты. Представлены результаты разработки широкополосного смесителя с полосой рабочих частот 10…67 ГГц. Приведено схемотехническое решение на основе балансной схемы с модифицированными трансформаторами и цепью вывода промежуточной частоты. Показаны расчетные зависимости и результаты измерений интегральной схемы смесителя. Полученные потери преобразования в диапазоне от 10 до 67 ГГц не более 10 дБ. Заключение. Предложен вариант доработки схемы трансформатора, разработан новый широкополосный трансформатор с диапазоном рабочих частот от 10 до 70 ГГц. На его основе выполнено моделирование и изготовлена микросхема смесителя. Данная микросхема может использоваться в приемопередающих блоках современных измерительных приборов. По совокупности характеристик микросхема является аналогом смесителя Marki Mikrowave MM1-1467L
Исследование возобновляемого потенциала Республики Армении при реализации гибридной автономной системы энергоснабжения с использованием фотоэлектрических преобразователей солнечного света
Get PDFIntroduction. Solar energy is one of the leading renewable energy industries. Solar photovoltaic modules are most widely used to create hybrid autonomous electrification systems, since photovoltaics are not limited to specific limitations and can be applied almost everywhere.Aim. To determine the potential of meteorological and geographical features of the Republic of Armenia for the implementation of autonomous hybrid renewable energy sources systems (AHRESS) using solar photovoltaics (PV). To simulate operating conditions for various AHRESS configurations providing electric power to a cellular communication base station.Materials and methods. Climatic, geographical, social and economic features of the region of the Republic of Armenia are investigated. Regions are evaluated based on the key factors of AHRESS implementation potential and compared with studies performed by the Effergy-Irsolav. The simulations and technical and economic analysis were performed using the HOMER Pro software in Ttsovinar region.Results. The most efficient configuration is found to be B1, with an energy cost of 0.322 /кВт·ч, компонентами которой являются массив солнечных элементов общей мощностью 4.5 кВт, 12 В аккумуляторных батарей емкостью 100 А·ч, дизельная генераторная установка мощностью 3 кВт. Основными критериями эффективности являются низкие экономические затраты на реализацию и процесс эксплуатации данной конфигурации АГСВИЭ. Дополнительные варианты АГСВИЭ были смоделированы с целью оптимизации компонентной базы конфигурации АГСВИЭ.Заключение. В ходе проведенного исследования и моделирования условий эксплуатации было выявлено, что в зависимости от потребительской нагрузки солнечные фотопреобразователи ограничены и могут выступать как вспомогательный источник электроэнергии. Использование реального профиля потребительской нагрузки в виде БССС позволило охватить максимально широкий диапазон конфигураций компонентной базы, что свидетельствует о высокой точности результатов моделирования и, как следствие, технико-экономических результатов исследования
Транзисторы для твердотельных СВЧ-переключателей (обзор)
Get PDFIntroduction. The characteristics of solid-state microwave switches are subject to different requirements depending on the application area and technical problems to be solved. No versatile solution exists that could satisfy all requirements at once. The desire to improve the parameters of switches has led to the emergence of devices based on various technologies. In order to elucidate the current trends and future prospects in the field of switch technologies, semiconductor devices that form the basis of switch circuits should be considered.Aim. To review transistor types used in solid-state switches.Materials and methods. The search and selection of literature sources for review was based on the chronological principle. The search depth for considering the parameters of finished components was no more than 10 years, for considering technologies and structural solutions – more than 10 years. This choice was explained by our desire to trace the history of development and approaches to the creation of semiconductor devices that have led to the emergence of the modern component base. The final array of sources comprised scientific publications presenting factual information on the objects under consideration.Results. The types, structures, materials, characteristics and manufacturing technologies of transistors used in switches are considered. The achievable parameters of the switches based on the considered devices are presented. Conclusion. The choice of a particular transistor type for switches depends on the requirements for the parameters and performance characteristics of the final device. At present, transistor solutions for switches are dominated by field-effect transistors (FETs) of various types: GaAs and GaN transistors with a high electron mobility (HEMT) and Si CMOS FETs implemented by standard as well as silicon-on-insulator and silicon-on-sapphire technologies. The conducted literature review has revealed prospects for the development of technologies based on BiCMOS heterojunction bipolar transistors.Введение. К характеристикам твердотельных СВЧ-переключателей предъявляются различные требования в зависимости от приложения и решаемых технических задач. Естественно, не существует универсального решения, удовлетворяющего сразу всем требованиям. Стремление к совершенствованию параметров переключателей привело к появлению устройств, изготовленных по различным технологиям. Для понимания тенденций развития техники переключателей важно рассмотреть технологии и возможности полупроводниковых приборов, являющихся основой схем переключателей.Цель работы. Обзор типов транзисторов, используемых в твердотельных переключателях.Материалы и методы. В основе поиска и подбора литературы для обзора лежит хронологический принцип. Глубина поиска для рассмотрения параметров конечных компонентов не более 10 лет, для рассмотрения технологий и структурных решений – более 10 лет, ввиду желания проследить историю развития и подходы к созданию полупроводниковых устройств, которые привели к возникновению современной компонентной базы. Конечный массив источников сформирован из научных публикаций, содержащих фактографическую информацию, представленную в обзоре, или дополняющих ее.Результаты. Рассмотрены типы, структуры, материалы, характеристики и технологии изготовления транзисторов, используемых в переключателях. Представлены достижимые параметры переключателей, построенных на рассмотренных приборах.Заключение. Выбор того или иного типа транзистора для переключателей зависит от требований, предъявляемых к параметрам и эксплуатационным характеристикам конечного устройства. На данный момент среди транзисторных решений для переключателей доминируют полевые транзисторы (ПТ) различных типов: GaAs- и GaN-транзисторы с повышенной подвижностью электронов (High Electron Mobility Transistor – HEMT), а также Si КМОП ПТ, реализованные как по стандартной, так и по технологиям "кремний на изоляторе" и "кремний на сапфире". Анализ литературы показал возможные перспективы развития технологии БиКМОП биполярных транзисторов с гетеропереходом
Исследование свойств композитного материала для СВЧ-применений на основе PTFE с различной концентрацией и размером частиц керамического наполнителя
Get PDFIntroduction. The technology of printed circuit boards (PCBs) is widely used in modern electronic instrumentation. PCBs for the microwave frequency range are made based on foil composite materials, in particular, polytetrafluoroethylene (PTFE). At the moment, there is no domestic production of such a class of materials. Information concerning foreign manufacturing technologies in this field and the influence of the filler on the characteristics of the composite material remains confidential. Therefore, research into the properties of composite materials for microwave applications with properties similar to foreign analogues seems relevant.Aim. Experimental determination of the dependence of the electrical and mechanical properties of a composite material based on polytetrafluoroethylene depending on the concentration and size of the titanium dioxide fraction.Materials and methods. Experimental determination of the dependence of the electrical and mechanical properties of a composite material based on PTFE depending on the concentration and size of the titanium dioxide fraction.Results. The results of an experimental study of the mechanical properties and microwave parameters of experimental samples of composite material based on PTFE are presented, namely: composite material with 10 % content of ceramic titanium dioxide powders (fraction size 10, 49 and 126 µm); composite material with 5, 10 and 15 % content of ceramic titanium dioxide powder (fraction size 49 µm for polytetrafluoroethylene and 126 µm for titanium dioxide).Conclusion. The results obtained demonstrate prospects for using compositions based on PTFE and titanium dioxide powder as a basis for microwave materials. A correlation was established between the percentage of the introduced ceramic filler and the microwave parameters of the material. The studies demonstrated a slight difference in the microwave properties of the manufactured composite material samples with a different ratio between the particle sizes of titanium dioxide and PTFE. However, a significant decrease in their mechanical properties was observed.Введение. Технология печатных плат является наиболее распространенной в современном электронном приборостроении. Платы для СВЧ-диапазона частот изготавливаются на основе фольгированных композитных материалов, в частности на основе политетрафторэтилена. В данный момент отечественное производство подобного класса материалов отсутствует. Информация, касающаяся зарубежной технологии изготовления композитного материала и влияния наполнителя на его характеристики, является закрытой. Поэтому актуальной задачей является поиск и исследование свойств композитных материалов для СВЧ-применения со свойствами, аналогичными зарубежным аналогам.Цель работы. Экспериментальное определение зависимости электрических и механических свойств композитного материала на основе политетрафторэтилена от концентрации и размера фракции диоксида титана.Материалы и методы. Механические свойства образцов композитного материала измерялись методом гидростатического взвешивания. Исследовались прочность и относительное удлинение при разрыве с помощью разрывной машины РМИ-250. СВЧ-параметры определялись с помощью метода Николсона–Росса–Вейра.Результаты. Представлены результаты экспериментального исследования механических свойств и СВЧпараметров экспериментальных образцов композитного материала на основе политетрафторэтилена: с 10 %-м содержанием керамических порошков диоксида титана (размер фракции 10, 49 и 126 мкм); с 5, 10 и 15 %-м содержанием керамического порошка диоксида титана (размер фракций у политетрафторэтилена – 49 мкм и у диоксида титана – 126 мкм).Заключение. Результаты демонстрируют перспективность применения композиций на основе PTFE и порошка диоксида титана в качестве основы для СВЧ-материалов. Установлена корреляция между процентным содержанием вводимого керамического наполнителя и СВЧ-параметрами материала. Исследования продемонстрировали незначительное отличие в СВЧ-свойствах изготовленных образцов композитного материала при различном соотношении между размерами частиц диоксида титана и PTFE. Однако при этом наблюдается значительное снижение их механических свойств
О верификации измерений скорости поверхностных течений когерентным радаром СВЧ-диапазона с помощью дрифтеров
Get PDFIntroduction. Conventional contact measurements of hydrographic parameters frequently fail to provide the necessary accuracy of data in the field of water area monitoring. This problem can be solved using coherent radars enabling direct measurements of surface current velocities.Aim. To establish the accuracy of surface current velocities measured by a Doppler radar using drifter data.Materials and methods. In June 2022, coastal operational oceanography studies were conducted at the hydrophysical test site of the Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences in the Black Sea near Gelendzhik. Measurements were carried out using a coherent X-band radar installed on the Ashamba research vessel simultaneously with drifter experiments using Lagrangian drifters of the near-surface layer with an underwater 0.5 m sail. Coordinates were transmitted via mobile communication. The drifter data on the current velocity and direction were used to verify radar measurements. Measurements were taken onboard of the research vessel at a low speed and different distances from the shore, near the drifters. The tracks of the vessel and drifters were recorded simultaneously. Processing of the radar data involved obtaining Doppler spectra of signals to estimate the dynamic processes on the sea surface, including the current velocity.Results. Radial components of the near-surface current velocity were calculated. Then, the current velocity values obtained based on the drifter and radar data were compared.Conclusion. The present work makes a contribution to the advancement of methods for measuring surface currents from the board of a moving ship by Doppler radars. The obtained results confirm the suitability of the radar hardware and software and signal processing algorithms for measuring currents. The radar measurement data were found agree well with drifter data in the velocity range from 15 cm/s.Введение. Традиционные контактные средства измерений гидрографических параметров зачастую не обеспечивают необходимую оперативность получаемых данных для решения задач мониторинга акваторий. Перспективным направлением является применение когерентных радаров, позволяющих непосредственно измерять скорости поверхностных течений.Цель работы. Оценка достоверности результатов измерений приповерхностной скорости течения доплеровским радаром сравнением с данными дрифтеров.Материалы и методы. В июне 2022 г. был проведен эксперимент по прибрежной оперативной океанографии в Черном море на акватории гидрофизического полигона "Геленджик" Южного отделения Института океанологии РАН с использованием доплеровского радара. Скорость течения измерялась когерентизированным навигационным радиолокатором сантиметрового диапазона с цифровой обработкой, установленным на научноисследовательском судне "Ашамба", одновременно с дрифтерными экспериментами с использованием лагранжевых дрифтеров приповерхностного слоя с подводным парусом высотой 0.5 м, с передачей координат по мобильной связи. Данные дрифтеров о скорости и направлении течения использовались для верификации радарных измерений. Измерения проводились с борта научно-исследовательского судна на малом ходу на различном расстоянии от берега, вблизи дрифтеров. В процессе измерений осуществлялась запись треков судна и дрифтеров. Обработка данных радиолокатора основана на исследовании спектральных характеристик отраженного сигнала, позволяющих оценивать динамические процессы на морской поверхности.Результаты. По результатам обработки доплеровских спектров были получены радиальные составляющие скорости приповерхностных течений, далее было выполнено сопоставление скорости течений по данным дрифтеров и данным радиолокации.Заключение. Настоящая работа является определенным шагом в усовершенствовании методов измерений поверхностных течений с борта движущегося судна доплеровским радаром. Результаты верификации подтверждают пригодность аппаратно-программной части радара и алгоритмов обработки сигнала для измерения течений. Данные радиолокационных измерений хорошо согласуются с данными дрифтеров в диапазоне скоростей от 15 см/с
Прямые методы адаптации линейных и кольцевых антенных решеток в навигационных спутниковых системах
Get PDFIntroduction. The mitigation of interferences that degrade the performance of navigation systems constitutes one of the most significant problems of contemporary satellite navigation. This problem is conventionally solved using digital adaptive space filters. Depending on a particular radio technical system, the mathematical description of digital signal processing methods may involve specific calculation structures implemented using specific calculation algorithms. For example, the use of centrosymmetric linear and circular antenna arrays in a radio navigation system allows the description of such systems in terms of Toeplitz and circulant sample covariance matrices, respectively, and the inversion of such matrices by means of special numerical methods in order to design a digital filter.Aim. A comparative analysis of the performance of space signal processing algorithms is carried out along with an estimation of Toeplitz and circulant sample covariance matrices and numerical methods of their inversion. The previously obtained results in this field are clarified.Materials and methods. An analysis of algorithm performance was carried out in the MATLAB environment using experimental recordings of satellite navigation signals and jammers obtained by an actual radio technical system.Results. A new expression was derived for estimating circulant sample covariance matrices. Formulae that describe a modification of the Bareiss numerical Toeplitz matrix inversion algorithm for the case of complex Hermitian matrix were introduced. An analysis of the results of computer simulation allowed the algorithms with the highest performance to be indicated. The amount of time taken by the algorithms based on Toeplitz and circulant matrices did not exceed 2.5 10⋅ −3 s and 0.04 s, respectively. The carrier-to-noise ratio in the processed signal was at least 46 dB. Conclusion. The formulae obtained and the algorithms analyzed can be used when implementing adaptive digital filtering of satellite navigation signals.Введение. Одной из наиболее важных и актуальных задач современной спутниковой навигации является подавление помех, снижающих качество работы навигационных систем. Распространенным способом решения задачи компенсации помех является использование цифровых адаптивных пространственных фильтров. В зависимости от конкретной конфигурации радиотехнической системы при математическом описании методов цифровой обработки сигналов могут использоваться специфические вычислительные структуры, работа с которыми при практической реализации может быть осуществлена с использованием особых вычислительных алгоритмов. В частности, применение в радионавигационной системе центрально-симметричных линейных и кольцевых антенных решеток позволяет использовать для описания таких систем соответственно теплицевы и циркулянтные выборочные корреляционные матрицы и реализовывать обращение таких матриц в целях построения цифровых фильтров с помощью особых численных методов.Цель работы. Сравнительный анализ работы алгоритмов пространственной обработки сигналов с оцениванием теплицевых и циркулянтных выборочных корреляционных матриц и численных методов обращения таких матриц, уточнение некоторых известных результатов в данной области.Материалы и методы. Анализ работы алгоритмов проводился в среде MATLAB с использованием экспериментальных записей спутниковых навигационных сигналов и помех, полученных с помощью реальной радиотехнической системы.Результаты. Получено новое выражение для построения выборочной оценки циркулянтной корреляционной матрицы. Приведены формулы, задающие модификацию численного алгоритма Барайсса обращения теплицевых матриц для случая комплексной эрмитовой матрицы. Посредством анализа результатов компьютерного моделирования выявлены алгоритмы, показавшие в поставленных экспериментах наилучшие характеристики. Время работы алгоритмов в случае теплицевой матрицы не превысило 2.5 10⋅ −3 с, в случае циркулянтной – 0.04 с. Значения отношения несущей к шуму в обработанном сигнале составили не менее 46 дБ.Заключение. Полученные формулы и проанализированные алгоритмы могут быть использованы при реализации адаптивной цифровой фильтрации спутниковых навигационных сигналов
Генераторы шума (обзор)
Get PDFIntroduction. At present, noise generators (noise signal generators) have a wide range of applications. For example, such devices can be used as sources of fluctuating interference when studying the limiting sensitivity of radio receivers and amplifying devices, as signal simulators of multi-channel communication equipment, as tools for measuring non-linear distortions and frequency characteristics of radio devices using spectrum analyzers with a constant bandwidth.Aim. Review of scientific achievements in the development of noise generators and their applications.Materials and methods. The material for analysis was collected using databases of scientific publications, online resources, and websites of noise generator manufacturers. The research spanned the timeframe of 60 years.Results. Various noise generators and their characteristics, currently available on the radio equipment market, are described. The analysis of their main technical characteristics is carried out; examples of their practical application are indicated.Conclusion. Noise signal generators are widely used in scientific research and are currently produced mainly by foreign companies. Domestic companies are poorly represented in this market, with little published information available. However, positive developments in this direction have recently been observed. Domestic manufacturers are launching R&D programs to develop noise signal generators, which could reduce dependence on imported products in the futureВведение. В настоящее время генераторы шума (генераторы шумовых сигналов) имеют широкий спектр применения. Например, их используют в качестве источников флуктуационных помех при исследовании предельной чувствительности радиоприемных и усилительных устройств, в качестве имитаторов сигнала многоканальной аппаратуры связи, для измерения нелинейных искажений и частотных характеристик радиоустройств с помощью анализаторов спектра.Цель работы. Обзор мировых достижений в области разработки генераторов шума и их применений.Материалы и методы. Отбор материала для анализа и обобщения проводился по доступным публикациям в общеизвестных технических журналах, в интернет-магазинах и на сайтах компаний-производителей генераторов шума за последние 60 лет.Результаты. В статье представлены различные генераторы шума и их характеристики, которые в настоящее время присутствуют на рынке радиоаппаратуры. Проведен анализ основных технических характеристик этих генераторов, а также указаны примеры их практического применения.Заключение. Генераторы шумовых сигналов имеют широкое применение в научных исследованиях, а производят их в основном зарубежные компании. Отечественные производители на сегодняшний день представлены на этом рынке слабо, а обзорная литература практически отсутствует, несмотря на большие перспективы применения. Многие российские производители начинают вести активные разработки в области создания генераторов шумовых сигналов, что позволит в дальнейшем избежать зависимости от импортной продукции
Экспериментальное сравнение интерференционного и автоколлимационного нуль-индикаторов
Get PDFIntroduction. At present, measurement of angles with high accuracy is an essential task in various scientific and industrial fields. The goniometer is one of the most widespread high-precision angle measuring devices, which can incorporate various types of null indicators. In turn, null indicators (NI) are based on different operating principles and can be sensitive to external factors that contribute to the measurement error.Aim. Experimental comparison of two NI types: an interference NI with a Koester prism and an autocollimating NI based on a quadrant photodiode.Materials and methods. An experimental setup was assembled, including two NI that could be connected to one goniometer and measure the accumulated angles of one optical polygon under the same conditions.Results. As a result of conducting measurements and performing a cross-calibration procedure, four sets of data were obtained. An analysis of the processed data showed that the difference in the errors of the ring laser when using two NI did not exceed 0.06 arc seconds, being within the margin of random error. At the same time, the difference between the deviations of the reflecting faces from the nominal position for the two faces exceeded this limit, which confirms the effect of deviation of the surface from the plane on angular measurements with different types of null indicators.Conclusion. According to the results obtained, from the random error point of view, the interference null indicator NI showed higher performance, demonstrating the RMS of measured values of 0.02 angular seconds when measured during 25 prism revolutions. At the same time, the autocollimating null indicator NI had an RMS at the level of 0.04 angular seconds when measured during 64 revolutions. Presumably, this may be caused by the installation specifics of NI. It should also be noted that there is no correlation between the statistical characteristics of the reflecting face itself and the difference between its deviations determined by different NI types.Введение. В настоящее время во многих научных и промышленных задачах требуется измерение углов с высокой точностью. Одним из самых распространенных высокоточных углоизмерительных приборов является гониометр, в составе которого могут применяться различные типы нуль-индикаторов (НИ). НИ, в свою очередь, имеют различные принципы работы и по-разному воспринимают некоторые факторы, способные вносить вклад в погрешность измерений.Цель работы. Экспериментальное сравнение двух типов НИ: интерференционного с призмой Кестерса и автоколлимационного на базе квадрантного фотодиода.Материалы и методы. Для достижения поставленной цели была собрана экспериментальная установка, включающая два НИ, которые могут подключаться к одному гониометру и измерять накопленные углы одной многогранной призмы в одинаковых условиях.Результаты. В результате измерений и проведенной процедуры кросс-калибровки были получены 4 набора данных. Анализ обработанных данных показал, что разница погрешностей кольцевого лазера при использовании двух НИ не превысила 0.06'', что находится в пределах случайной погрешности. В то же время, разница между отклонениями отражающих граней от номинального положения для двух граней этот предел превысила, что подтверждает влияние отклонения поверхности от плоскости на угловые измерения с разными типами НИ.Заключение. По результатам эксперимента с точки зрения случайной погрешности интерференционный НИ проявил себя лучше, продемонстрировав СКО измеренных значений 0.02'' при измерениях в ходе 25 оборотов призмы. В то же время автоколлимационный НИ имел СКО на уровне 0.04'' при измерениях в течение 64 оборотов. Предположительно это может быть связано с установкой НИ. Также необходимо отметить, что корреляция между статистическими характеристиками самой отражающей грани и разницей между ее отклонениями, определяемыми разными типами НИ, отсутствует