Статті в журналах з теми "Цифрова модуляція"

У цій статті розглядається полярний код, який застосовується для передачі управляючої інформації в широкосмугових телекомунікаційних системах. Кодування каналів містить набір процедур для виявлення помилок, виправлення помилок, узгодження швидкості, перемежування бітів та відображення інформації до фізичних каналів управління або транспортного рівня. У статті досліджується модель низхідної лінії зв'язку з полярним кодуванням та багатопозиційною цифровою фазовою модуляцією. Для запропонованої моделі досліджено ймовірність виникнення бітових помилок для різних кодових швидкостей. У статті проаналізовано структурну схему моделі адаптивного прийняття рішення щодо режиму модуляції цифрової системи зв'язку. Досліджено залежності ймовірності бітових помилок від ефективної швидкості полярного коду при різних типах модуляції. На основі отриманих залежностей розроблений адаптивний алгоритм вибору режиму модуляції для швидкості кодування R=0,5. Використання полярних кодів для побудови сигнально-кодових конструкцій може підвищити ефективність системи зв'язку. Бібл. 36, іл. 12.

У роботі запропоновано комплексний метод демодуляції, який можна використовувати для отримання тривимірних цифрових зображень. Цей метод забезпечує знаходження контрасту гармонійної просторової модуляції освітлення при довільних значеннях її фазових кутів. Робота містить текст двох функцій мовою Python, у яких запропонований метод демодуляції застосовується для отримання тривимірних цифрових зображень. Перевагою запропонованого методу є те, що він може використовуватися з економічними пристроями, які формують гармонійну просторову модуляцію освітлення та можуть встановлюватися на більшості оптичних мікроскопів без придбання комерційного програмного забезпечення.

Представлен алгоритм оптимального управления системой когнитивного радио в аналоговых и цифровых режимах работы. Алгоритм основан на применении критериев принятия решений в условиях изменяющейся обстановки. Основой алгоритма является максимизация коэффициента эффективности системы в рассматриваемых режимах. Таким образом, система когнитивного радио может выбрать оптимальный режим работы как в конкретной внешней ситуации, так и предпочтительный режим работы при учете всех внешних воздействий.Для эффективной передачи информации при значительно разряженной батарее радиосистеме требуется перейти в режим E3 (мощность 1, 3, 10 Вт; скорость 2400, 9600 бит/с; тип СКК (вид модуляции) 4FSK, QPSK, QPSK; частота 30…300 ОВЧ (VHF) МГц; полоса 6,25/12,5; 6,25/12,5; 25/50/100/150 кГц). Для повышения эффективности передачи информации в этом режиме также целесообразно продолжить управление сигнально-кодовыми конструкциями. При продолжении работы во временных ограничениях требуется перейти в режим работы E4 (мощность 1, 3, 10 Вт; скорость 2400, 9600 бит/с; Тип СКК (вид модуляции) 4FSK, QPSK, QPSK; частота 300…3000 УВЧ (UHF) МГц; полоса 6,25/12,5; 6,25/12,5; 25/50/100/150 12,5 кГц) и направить ресурсы радиосистемы на управление мощностью передачи, тем самым повышая эффективность за счет усиления энергетики радиолинии. Для передачи цифровой речи при разряженной батарее требуется перейти в режим E1 (мощность 1, 10, 100 Вт; скорость 2400, 1200, 800 бит/с; Тип СКК (вид модуляции) OFDM (SSB), QPSK; частота 3…30 ВЧ (HF) МГц; полоса 3,1 кГц), и для повышения эффективности уже требуется управление сигнально-кодовыми конструкциями. При наступлении временных ограничений радиосистеме требуется перейти в режим работы E2 (мощность 1, 3, 10 Вт; скорость 2400, 1200, 800 бит/с; тип СКК (вид модуляции) 4FSK, QPSK, QPSK; частота 30…300 ОВЧ (VHF) МГц; полоса 6,25/12,5; 6,25/12,5; 25/50/100/150 кГц), и для повышения достоверности приема-передачи требуется ресурсы потратить на управление мощностью передачи.Рассматривая эффективность работы радиосистемы в аналоговых и цифровых режимах, можно сделать вывод, что при наступлении временных ограничений эффективно управление мощностью передатчика (увеличение энергетики радиолинии). Однако при работе в цифровых режимах снижение эффективности происходит значительно медленнее, чем при использовании аналоговых режимов. Анализ работы радиосистемы при энергетических ограничениях также показывает более медленное снижение эффективности цифровых режимов; кроме того, в цифровых режимах значительно снижается скорость расхода ресурсов, в то время как в аналоговых режимах она резко возрастает.

Предметом дослідження є перешкодостійкість сигналів адаптивної модуляції. Мета – дослідження перешкодостійкості сигналів удосконаленої модуляції циклічним зсувом коду з адаптацією по швидкості передачі інформації. Результати досліджень. В роботі представлено результати порівняльного аналізу перспективних методів широкосмугової модуляції. Розглянуто основні принципи побудови перспективних радіоінтерфейсів. Запропоновані математичні моделі синтезу та кореляційної обробки сигналів модуляції циклічним зсувом коду з адаптацією по швидкості передачі інформації. Досліджено перешкодостійкість сигналів модуляції циклічним зсувом коду з адаптацією по швидкості передачі інформації. Висновки та область застосування результатів досліджень. Досліджено перешкодостійкість запропонованих сигналів. Використання сигналів модуляції циклічним зсувом коду з адаптацією по швидкості передачі інформації дозволить гнучко адаптувати параметри перспективних радіоінтерфейсів до умов поширення радіохвиль, зберігаючи максимальні швидкості передачі даних і мінімальну складність цифровий кореляційної обробки на прийомі.

В цій статті розглядаються пристрої які здійснюють обробку аналогових сигналів в цифровому вигляді – мікроконвертори. В таких пристроях вхідний аналоговий сигнал спочатку надходить на аналого-цифровий перетворювач після цього на мікроконтролер в цифровому вигляді, мікроконтролер здійснює обробку значень відповідно до програми і передає дані на цифро-аналоговий перетворювач який відтворює оброблений аналоговий сигнал. Таким чином, сигнал, пройшовши “наскрізно”, зазнає обробки. Проведено огляд пристроїв високої швидкодії та розроблено ряд програмно-схемотехнічних реалізацій для конструювання мікро-конверторів в сучасних інформаційно-телекомунікаційних системах. Проведено огляд та аналіз мікроконтролерів їхньої архітектури, периферії, характеристик. Ці параметри розглядались у контексті їхнього використання для обробки сигналів у складі мікроконверторів. Наведені способи реалізації аналого-цифрового перетворення за допомогою вбудованої периферії мікроконтролерів, зовнішніх пристроїв аналого-цифрового перетворення. Також описаний процес аналого-цифрового перетворення послідовного наближення. Наведено спосіб цифро-аналогового перетворення за допомогою широтно-імпульсної модуляції від мікроконтролера та з використанням фільтра Батерворта другого порядку. Проведено якісний аналіз операцій обробки аналогових сигналів у цифровому вигляді за допомогою мікроконтролера.

Предметом вивчення є процеси забезпечення безпроводової завадостійкої передачі дискретної інформації на грунті надширокосмугових сигналів з високою інформаційною ємністю. Мета – розробка рекомендацій щодо забезпечення електромагнітної сумісності надширокосмугової системи зв’язку при передачі дискретних повідомлень каналом зв’язку з аддитивним гаусовим шумом. Задача – забезпечення усталеної та надійної роботи надширокосмугової системи зв’язку в умовах внутрішньосистемних завад. Використані методи: методи аналітичного, імітаційного моделювання та цифрового кодування сигналів. Отримані наступні результати. Показано, що випадкові зміни енергії та автокореляційної функції прийнятих надширокосмугових сигналів в потоці бітів інформації є причиною виникнення внутрішньосистемних завад. У свою чергу це викликає збільшення бітової похибки та деградацію імовірнісних характеристик системи зв’язку. Отримані характеристики бітової похибки свідчать про високий рівень прихованості та електромагнітної сумісності надширокосмугової системи зв’язку при передачі дискретних повідомлень в каналі зв’язку з адитивним гаусовом білим шумом. Причому, за умов використання некратних затримок кодуючих імпульсів в процесі кодової спектральної модуляції, отримуємо імовірність бітової похибки на рівні 10(-5) – 10(-6) при суттєво менших одиниці відношеннях сигнал/шум. Висновки. Використання технології надширокосмугових сигналів дозволяє здійснити безпроводову приховану передачу інформації з малою потужністю випромінювання на швидкості 1-2 Мб/с з імовірністю похибки на біт менш, ніж 10 . Таким чином система надширокосмугового радіозв’язку з кодовою модуляцією в передавачі та спектральною обробкою в приймачі має високу завадостійкість, що дозволяє здійснювати надійну передачу цифрової інформації при появі внутрішньосистемних завад

Стаття присвячена створенню одиничного портрета джерела радіовипромінювання та способів його ідентифікації. Відомо, що для виявлення, ідентифікації та визначення місця розташування джерел радіовипромінювання застосовуються засоби радіомоніторингу. При цьому одним із важливих питань, що вирішується системою радіомоніторингу, є прийом та ідентифікація сигналу в радіоефірі. З метою ідентифікації розглянуті питання класифікації основних параметрів джерел радіовипромінювання, наведено класифікацію видів модуляції і основні параметри їх типів. У свою чергу, структуру сигналу дозволяють визначити автокореляційний та кореляційний методи. Автокореляція використовується для визначення таких параметрів сигналу, як тривалість повідомлення, тривалість блоку даних. Кореляція дозволяє ідентифікувати конкретний сигнал з наявного набору. Для виявлення джерела радіовипромінювання розроблено два узагальнених алгоритми: алгоритм розпізнавання виду джерела радіовипромінювання з невідомими параметрами та алгоритм ідентифікації джерела випромінювання за заданими параметрами. Наведені результати моделювання алгоритму розпізнавання джерела радіовипромінювання з заданими параметрами. Як заданий сигнал використовувалася сигнатура з лінійно-частотною модуляцією. Результатом роботи алгоритму моделювання є одиничний екстремум при повній відповідності сигналів; при розбіжності сигналів ширина екстремуму збільшується, що свідчить про розбіжності у параметрах сигналів. Алгоритм такого виду можна застосовувати для пошуку заданого виду сигналу, що дозволяє збільшити швидкість аналізу смуги і точність виявлення. Доведено, що для збільшення точності виявлення необхідно використовувати комбінацію вищезазначених двох алгоритмів з додатковою цифровою обробкою сигналів, що має привести до збільшення точності визначення виду сигналу і більш швидкому знаходженню параметрів джерела радіовипромінювання.

Розглядаються особливості цифроаналогового формування радіолокаційних зондувальних сигналів, що забезпечують низький рівень бічних пелюсток сигналів на виході пристрою обробки. Обговорюються можливості використання комбінованих цифроаналогових формувачів, побудованих на основі цифрових синтезаторів прямого цифрового синтезу та квадратурних модуляторів, в уніфікованих збуджувачах радіопередавальних пристроїв перспективних багатофункціональних радіолокаційних станцій. Пропонується удосконалена математична модель пристрою квадратурного цифроаналогового формування сигналів із складними законами модуляції параметрів.

Разработана технология изготовления вертикально-излучающих лазеров спектрального диапазона 1260-1570 нм, обеспечивающих одномодовую мощность излучения до 6 мВт, эффективную частоту модуляции >10 ГГц, цифровую скорость передачи данных >25 Гбит/с.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

Уперше запропонована концепція інтеграції інформаційної та сенсорної підсистем мережецентричного ведення бойових дій у єдину інформаційно-сенсорну підсистему з перетворенням інформаційної компоненти на інформаційно-сенсорну решітку. Створення радарно-телекомунікаційної мережі інформаційно-сенсорної решітки має стати початком подальшої інтеграції інформаційної підсистеми із системою систем різнотипних сенсорів, які функціонують за різноманітними фізичними принципами. Це дасть можливість охопити розгалуженим інформаційно-сенсорним контролем весь космічний, повітряний, наземний, надводний та підводний простір у відведеній операційній зоні.На початковому етапі синтезу радарно-телекомунікаційної мережі запропоновано створення багатопозиційної інтегрованої системи зв’язку та радіолокації із застосуванням у кожній позиції мобільної станції зв’язку та радіолокації, оснащеної цифровою антенною решіткою з режимом роботи МІМО та використанням сигналів неортогональної частотної дискретної модуляції.

В работе обосновываются требования к уровню искажений радиолокационных станций с импульсным и квазинепрерывным излучением, построенных на основе цифровых синтезаторов сигналов четырех типов: цифровых синтезаторах отсчетов напряжения и цифровых синтезаторах отсчетов фазы с равномерной дискретизацией, цифровых синтезаторах отсчетов напряжения и цифровых синтезаторах отсчетов фазы с неравномерной дискретизацией. При построении задающего устройства РЛС возникает вопрос о выборе типа цифрового синтезатора сигналов. Основными исходными критериями при этом являются максимальный рабочий диапазон цифрового синтезатора и уровень внутриполосных искажений. При выборе типа цифрового синтезатора сигналов необходимо учитывать большое количество факторов, основными из которых являются сложность исполнения формирователя цифровых отсчетов, возможность реализации формирователя цифровых отсчетов с требуемым быстродействием и количеством разрядов [1, 2]. При предъявлении требований к суммарному уровню искажений используется критерий допустимого снижения вероятности правильного обнаружения по сравнению с её потенциальным значением при фиксированной вероятности ложной тревоги. Исходя из данного критерия в импульсных РЛС максимальное относительное среднеквадратическое значение искажений взаимокорреляционной функции сигнала с угловой модуляцией, формируемого цифровым синтезатором, не должно превышать $D_{\\delta x}\\le $-(51...67) дБ. В РЛС с квазинепрерывным излучением максимальное относительное среднеквадратическое значение искажений автокорреляционной функции сигнала с угловой модуляцией не должно превышать $D_{\\delta }\\le $-(80...120) дБ. Количество разрядов квантования фазы, напряжения и компенсации временной задержки в цифровых синтезаторах сигналов зависит не только от максимального относительного среднеквадратического значения искажений взаимокорреляционной функции но и от количества отсчетов сигнала с угловой модуляцией. Поэтому первоначально необходимо выбрать эталонную частоту цифрового синтезатора сигналов, задаваясь видом модуляции и эффективной шириной спектра сигнала с угловой модуляцией исходя из ТТХ РЛС. The paper substantiates the requirements for the level of distortion of radar stations with pulsed and quasi-continuous radiation, built on the basis of digital signal synthesizers of four types: digital synthesizers of voltage counts and digital synthesizers of phase counts with uniform sampling, digital synthesizers of voltage counts and digital synthesizers of phase counts with uneven sampling. When building a radar master device, the question arises about choosing the type of digital signal synthesizer. The main initial criteria are the maximum operating range of the digital synthesizer and the level of in-band distortion. When choosing the type of digital signal synthesizer, you must take into account a large number of factors, the main of which are the complexity of the execution of the digital readout shaper, the possibility of implementing a digital readout shaper with the required speed and number of digits [1, 2]. When making requirements for the total level of distortion, the criterion of acceptable reduction of the probability of correct detection in comparison with its potential value for a fixed probability of false alarm is used. Based on this criterion, in pulse radars, the maximum relative RMS value of the distortion of the intercorrelation function of a signal with angular modulation generated by a digital synthesizer should not exceed $D_{\\delta x}\\le $-(51...67) dB. In a radar with quasi-continuous radiation, the maximum relative mean-square value of the distortion of the autocorrelation function of the signal with angular modulation should not exceed $D_{\\delta }\\le $- (80...120) dB. The number of bits of phase quantization, voltage and time delay compensation in digital signal synthesizers depends not only on the maximum relative RMS value of the distortion of the intercorrelation function, but also on the number of samples of the signal with angular modulation. Therefore, initially you need to select the reference frequency of the digital signal synthesizer, setting the type of modulation and the effective spectrum width of the signal with angular modulation based on the tactical and technical characteristics radar.

Сучасна модель охорони державного кордону України спрямована на приведення прикордонної інфраструктури до європейських вимог і передбачає розвиток системи інженерно-технічного контролю. У цьому контексті розробка пристроїв безпеки і різних сигналізаційних систем залишається актуальним завданням. У сигналізаційних системах використовуються різноманітні датчики: радіолокаційні, цифрові відеокамери, інфрачервоні, лазерні. Одним із завдань, що доводиться вирішувати із застосуванням сигналізаційних систем, є контроль за локальними ділянками кордону. При цьому доцільна побудова таких систем на основі лазерних датчиків. Незначна розбіжність лазерного променя обумовлює можливість застосування таких датчиків для виявлення ознак порушення державного кордону на значних за протяжністю і площею ділянках кордону. Проте при функціонуванні сигналізаційних систем з використанням лазерних датчиків незначні вібрації природного чи техногенного характеру можуть призводити до відхилень лазерного променя і як наслідок до появи хибних спрацювань. Це, зокрема, обумовлене використанням для детектування лазерного випромінювання традиційних фотосенсорів, які, звичайно, характеризуються незначною ефективною площею чутливого елемента. Застосування при цьому додаткових оптичних компонент обумовлює потребу точного юстування датчиків і передавачів лазерного випромінювання. При цьому невеликі кутові відхилення променя призводять до виходу фокусу за межі чутливої області датчика. Одним з шляхів вирішення цієї проблеми може стати збільшення фоточутливої площі датчика. Для реалізації таких датчиків можна використати фрагменти сонячних елементів живлення. Однак при цьому необхідно врахувати особливості елементів, які негативно впливають на прийом оптичних сигналів. Зазвичай оптичні сигнали використовують у високошвидкісних системах зв’язку, що обумовлює широке поширення малоінерційних детекторів з невеликою світлочутливою площею. Однак у сигналізаційних системах можуть застосовуватись низькочастотні сигнали, що дозволяє використовувати фотоелементи з набагато більшою площею. У зв’язку з цим у статті проведений аналіз прийому оптичних сигналів такими елементами з використанням модуляції на різних частотах. У результаті досліджень установлено можливість прийому оптичних сигналів з частотами модуляції до декількох кілогерц із застосуванням фрагментів сонячних елементів живлення. У роботі також проаналізовано негативний вплив зовнішнього освітлення, яке може суттєво знизити чутливість фотодетектора і визначено можливий спосіб усунення цього недоліку. З цією метою запропоновано застосувати вузькосмуговий інтерференційний оптичний фільтр, смуга пропускання якого відповідає довжині хвилі лазерного випромінювання.

Как известно, применение цифровых антенных решеток (ЦАР) при создании радиосредств с электронным сканированием луча позволяет реализовать высокую скорость пространственновременной обработки сигналов, способствует увеличению количества получаемой информации о распределении источников излучения или отражения в окружающей среде, улучшению разрешающей способности, быстродействия, пропускной способности, дальности, помехозащищенности и других параметров и характеристик радиотехнических систем различного назначения. Приемо-передающий модуль (ППМ) является ключевым звеном ЦАР и в значительной степени определяет технические характеристики системы в целом. Поэтому разработка сообразного технического решения ППМ становится узловым этапом проектирования радиосистемы с ЦАР, который гарантирует успешность ее реализации. В статье рассмотрены оригинальная структура и техническое решение ППМ, кратко описаны режимы функционирования, параметры, конструкция и результаты численного моделирования теплового режима модуля. Разработанное устройство обеспечивает высокую энергетику, малый коэффициент шума, большой динамический диапазон, возможность быстрого псевдослучайного синхронного изменения параметров зондирующего сигнала (включая частоту, закон модуляции, длительность, период повторения, поляризацию). Приемо-передающий модуль предполагается использовать в качестве элемента ЦАР радиолокационных систем метрового диапазона.

В статье представлена оценка помехоустойчивости декаметрового канала связи, использующего пространственный метод компенсации естественных помех. Метод компенсации базируется на результаты экспериментальных исследований пространственно-корреляционных свойств сигналов и естественных помех декаметрового диапазона. Для реализации метода используется цифровая антенная решетка с пространственно-корреляционным методом обработки сигналов. Также в канале использована гауссовая амплитудная модуляция, формирующая шумоподобный сигнал с расширенной базой. Оценка помехоустойчивости построена на модели ионосферного канала с релеевскими замираниями с учетом пространственно-корреляционных свойств сигналов и естественных помех. Анализ проведенных исследований показал возможность компенсации помех за счет роста антенных элементов в антенной решетке, которая, как следствие, позволит повысить помехоустойчивость ионосферного декаметрового канала связи при низких отношениях уровней сигнал/шум на входе приемного тракта. Возможность обеспечения высокой помехоустойчивости в ионосферных декаметровых каналах позволит использовать новые виды связи для обмена данными в судами и кораблями ВМФ в пределах акваторий Мирового океана. The interference immunity assessment of the decameter circuit using a spatial method of natural interference compensation is presented. The compensation method is based on experimental studies results of spatial and correlation properties of decameter range signals and natural interference. For the method realization the digital array with a spatially-correlation signals processing method is used. Also in the channel the Gaussian amplitude modulation forming a noise-shaped signal with extended base is used. The interference immunity assessment is based on the ionospheric channel model with the Rayleigh fadings taking into account signals and natural interference spatially-correlation properties. The simulation findings showed the interference compensation possibility due to increase in antenna array elements which, as a result, will allow to increase the interference immunity of ionospheric decameter circuit at the low levels of signal/noise ratio in the reception path entrance. The possibility of ensuring high interference immunity in ionospheric decameter circuits will allow to use new communication types for data exchange with NAVY battleships and vessels within the World Ocean water areas.

Предметом вивчення є процеси забезпечення безпроводової завадостійкої передачі дискретної інформації на грунті надширокосмугових сигналів з високою інформаційною ємністю. Мета – розробка аналітичних співвідношень для розрахунку імовірності бітової похибки в залежності від співвідношення сигнал/шум в каналі з аддитивною гаусовою завадою. Задача – забезпечення усталеної та надійної роботи НШС системи зв’язку в умовах завад. Використані методи: методи аналітичного, імітаційного моделювання та цифрового кодування сигналів. Отримані наступні результати. На грунті аналізу функціонування НШС системи радіозв’язку виявлено, що зміни енергії та автокореляційної функції прийнятих сигналів в потоці інформаційних бітів є причиною виникнення внутрішньо системних завад, які викликають збільшення бітової похибки та деградацію імовірнісних характеристик системи зв’язку. Отримані аналітичні співвідношення дозволяють обчислити залежності імовірності похибки на біт в залежності від співвідношення сигнал/шум в каналі чи при різноманітних значеннях бази сигналу. Виявлено існування локальних екстремумів для характеристик бітової похибки при оптимальних значеннях бази НШС сигналів, коли імовірність бітової похибки стає найменшою Це дозволяє обґрунтвано обирати найкращі значення бази НШС сигналу та мати високу завадостійкість та надійність системи передачі цифрової інформації. Висновки. Використання технології НШС сигналів дозволяє здійснити безпроводову приховану передачу інформації з малою потужністю випромінювання на швидкості 1-2 Мб/с з імовірністю похибки на біт менш, ніж 10-5 . Причому, за умов використання великої бази сигналу В = 500 – 1000 отримуємо імовірність бітової похибки на рівні 10-4 і 10-6 при суттєво менших одиниці відношеннях сигналу/шуму. Таким чином система НШС радіозв’язку з кодовою модуляцією в передавачі та спектральною обробкою в приймачі має високу завадостійкість, що дозволяє здійснювати надійну передачу цифрової інформації в умовах завад

Взаимодействие сетей различного уровня проявилось в появлении такого понятия, как «интернет вещей». Освоение области интернета вещей без радиоканала затруднительно, поскольку радиоканал обеспечивает одно из главных преимуществ - подвижность объектов и мобильное переконфигурирование структуры. Построение структуры «индустриальный интернет» в части построения системы контроля и тестирования радиосистем является актуальной задачей. В качестве одного из вариантов построения и организации индустриального интернета как элемента интернета вещей авторы рассматривают систему контроля и тестирования радиосистем, построенную на базе приборов и оборудования фирмы Rohde & Schwarz. Основными возможностями контрольно-измерительного оборудования и программного обеспечения в составе предлагаемой системы удаленного управления с архитектурой IoT являются: - формирование радиосигналов с различными видами модуляции (манипуляции) на различных частотах; - имитация сигналов радиопомех; - имитация приемопередающих систем; - имитация передачи и приема различных видов (протоколов) цифровых данных; - измерение параметров радиосигналов, их верификация (например, с результатами математического моделирования) и сохранение в базе данных; - выполнение тестирования изделий, измерение параметров. Моделирование формирования радиосигналов осуществляется в среде разработки LabVIEW и с помощью универсального программируемого приемопередатчика USRPX300. Развитие архитектуры IoT (интернета вещей) в направлении приложений «индустриальный интернет» как элемента IoT позволяет выполнять задачи построения систем контроля и тестирования радиотехнических изделий. Преимущества предлагаемой структуры: - можно создать несколько универсальных центров уровня сетей датчиков IoT для предоставления услуг по исследованию, тестированию и контролю радиотехнических изделий с использованием универсального дорогостоящего оборудования, например, фирмы R&S и других, что не могут позволить себе множество организаций и учебных заведений; - применение технологий IoT позволит иметь удаленный доступ с уровня приложений к центрам уровня сетей датчиков и решать задачи вне зависимости от физического расположения, что может быть также актуально при разработке и производстве различных элементов изделия разными фирмами, разделенными территориально; - технология IoT может быть использована для других систем контроля, отличных от радиотехнических систем, где имеется возможность удаленного взаимодействия элементов системы, например, для контроля сохранности взаимоположения внутренних элементов конструкции объекта.

В результате выполнения ОКР по программе развития ЭКБ в период 2011 - 2018 годов достигнуты определенные успехи в создании современных изделий квантовой электроники и компонентов ВОСП: - разработан ряд матричных и линейных фоточувствительных приборов с переносом заряда на основе кремния для видимой и ближней ИК области спектра (0,4-1,0 мкм); матричные кремниевые КМОП-фотоприемники формата 1024х1024 с повышенной радиационной стойкостью; фотоприемные модули для спектральных диапазонов 3-5 и 8-10 мкм на основе гетероэпитаксиальных структур кадмий-ртуть-теллура и антимонида индия; фотоприемные модули для ИК области 0,9-1,7 мкм; фотоприемные устройства для ультрафиолетового (УФ) поддиапазона (260-280 мкм и 290-340 мкм; ряд быстродействующих лавинных ФПУ; - разработана решетка лазерных диодов со средней мощностью импульса лазерного излучения 1500 Вт; - разработан унифицированный ряд гетеролазеров повышенной радиационной стойкости с длинами волн излучения 780 нм, 794,7 нм и 852,1 нм. Завершается разработка отечественного радиационно-стойкого волокна и оптического кабеля на его основе. В качестве важных направлений развития и задач для фоточувствительных приборов, изделий квантовой электроники и компонентов ВОСП в прогнозируемый период следует выделить следующие: - имеется потребность и дефицит в части создания ряда отечественных лавинныхи pin-фотодиодов и приемных модулей на их основе с высоким быстродействием (граничная частота 10 – 50 ГГц) с различными размерами фоточувствительных элементов для области1300 – 1600 нм, как для информационных систем так и для радиофотонных схем; - к 2020 году будет разработан pin-фотодиод с граничной частотой 2,5 ГГц. Требуется разработка отечественной промышленной технологии и серийный выпуск квантово-каскадных излучателей с высоким значением пиковой мощности излучения в диапазоне длин волн 3–5 мкм и 8–12 мкм; - необходима разработка оптоэлектронных модулей для передачи и приема аналоговых сигналов с полосой частот модуляции до 30 ГГц для использования в специальных системах передачи и обработки информации, волоконно-оптических системах передачи информации по каналам РЛС, ФАР и АФАР; - для систем навигации, обнаружения необходима разработка оптоэлектронных модулей для передачи и приема цифровых сигналов со скоростью передачи информации до 10 ГГбит/с. Требуется разработка промышленной технологии изготовления отечественных ОВ на длины волн 1,3 и 1,55 мкм и создание на их основе оптических кабелей для аппаратуры различного назначения; - в интересах комплексов наблюдения за воздушным пространством и систем передачи информации требуется разработка многоканальных волоконно-оптических преобразователей, в том числе комбинированных и погружных; - необходима разработка волоконно-оптических аттенюаторов фиксированных и с переменным управлением. Фотонных интегральных схем, как сочетание кремниевой технологии и технологии интегральной оптики. Данные направления будут использоваться для волоконно-оптических систем передачи и распределения аналоговых СВЧ-сигналов и цифровых сигналов управления ФАР, АФАР РЛС различного назначения, а также многопозиционных РЛС для межмодульного обмена опорными частотами и синхросигналами требуется разработка таких компонентов ВОСП нового поколения как ВОЛЗА и ФВО аналоговых СВЧ-сигналов.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований пространственно-корреляционных свойств узкополосных станционных помех коротковолнового диапазона. По результатам обработки экспериментальных данных получены обобщающие закономерности пространственно-корреляционных свойств интерференционного поля узкополосных станционных помех, определяющие возможность компенсации их влияния при обработке широкополосных сигналов в коротковолновых каналах радиосвязи, использующих цифровые антенные решетки с пространственно-корреляционной обработкой сигналов. С учетом возможностей компенсации интерференционного поля узкополосных станционных помех, исследована возможность повышения помехоустойчивости и скорости передачи информации в ионосферных каналах радиосвязи за счет передачи широкополосных сигналов с применением OFDM модуляции, более адаптируемой к условиям дисперсионных искажений и временного рассеяния сигналов, возникающих при распространении коротких волн. Результаты моделирования показали потенциальную возможность обеспечения повышенной скорости передачи информации в коротковолновых каналах с пространственно-корреляционной обработкой сигналов с заданной помехоустойчивостью при малых отношениях уровней сигнал/шум в точке приема, обеспечиваемой при меньших ограничениях выбора рабочей частоты, по сравнению с возможностями новых разработок скоростных коротковолновых модемов, в условиях ограниченности частотного ресурса коротковолнового диапазона из-за большой загруженности работой территориально-разнесенных станций.The experimental studies results of the spatial-correlation properties of narrow-band short-wave station interference are presents. Based on the results of processing the experimental data generalizing regularities of the interference field spatial-correlation properties of narrow-band station noise have been obtained. These regularities determine the possibility of compensating for their influence during processing broadband signals in radio channels using digital antenna arrays with spatial-correlation signal processing. Taking into account the possibilities of compensating for the interference field of narrow-band noise, the possibility of increasing the information transfer rate by transmitting wide-band signals using modulation with OFDM, which is more adaptable to the conditions of dispersion distortion and temporal dispersion of signals arising from the propagation of short waves in ionospheric communication channels, has been studied. The simulation results showed the potential for providing an increased information transfer rate in short-wave radio channels with spatial-correlation signal processing with a given noise immunity at low signal-to-noise levels at the receiving point, provided with less restrictions on the choice of operating frequency, compared with the capabilities of new developments of high-speed HF modems, in conditions of limited frequency resource of the HF band due to the heavy workload of geographically dispersed stations.