Preview

Вопросы радиоэлектроники

Расширенный поиск
№ 4 (2018)
Скачать выпуск PDF

РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС

6-9 64
Аннотация
С развитием оборонной промышленности и авиации появляется все большее количество различных воздушных объектов. В связи с этим обнаружение и идентификация типа цели в настоящее время является весьма актуальной задачей. Из недавно написанных работ известен алгоритм распознавания классов объектов на основе двумерной плотности распределения вероятностей коррелирующих амплитуд. В данной работе рассмотрены методы повышения вероятности правильного распознавания классов радиолокационных целей применительно к алгоритму распознавания, выносящему решения по совокупности двух признаков - эффективной поверхности рассеяния цели и коэффициенту корреляции принятых отсчетов амплитуд эхосигнала. В качестве методов повышения достоверности распознавания использовались усреднение и метод простого голосования. В работе проводится количественная оценка качества повышения вероятности правильного распознавания предлагаемых методов. Результаты численного моделирования показали, что оба метода позволяют добиться существенного выигрыша.
10-13 77
Аннотация
При имитации радиолокационных эхосигналов от поверхности земли в качестве модели последней наиболее целесообразно использовать цифровые карты местности. При этом дискретный характер цифровых карт приводит к появлению специфических ошибок расчета параметров имитируемых сигналов. Цель настоящей работы -определить связь этих ошибок с шагом дискретизации карты. Для этого получены общие соотношения, связывающие величины ошибок расчета мощностей эхосигналов и их корреляционных функций с корреляционной функцией случайного поля, описывающего распределение отражающих свойств по поверхности. На их основе получены выражения, связывающие величины ошибок с шагом дискретизации для марковской модели поля. Эти выражения конкретизированы для наиболее распространенных восстанавливающих фильтров. Определены требования к периоду дискретизации, при котором достигается заданный уровень ошибок.
14-18 62
Аннотация
Для имитации эхосигналов от земной поверхности в режиме маловысотного полета необходимо достоверно воспроизводить задержки отраженного зондирующего сигнала радиолокационной станции в реальном масштабе времени. Для этого нужно иметь возможность точно и быстро рассчитать зависимость дальности до лоцируемого объекта от углового положения линии визирования радиолокационной станции. Очевидно, что наиболее простые выражения для расчета дальности могут быть получены для отрезка или плоскости. В статье приводятся аналитические выражения расчета дальности для двумерного и трехмерного случая. При этом использованы методы статистической физики, векторной алгебры, теории радиолокации протяженных объектов. Так как расчет зависимости дальности до лоцируемого объекта от углового положения линии визирования выполняется по приведенным в статье аналитическим выражениям, то полученный результат является точным, а вследствие относительной простоты полученных выражений расчет не потребует больших временных затрат.
19-23 69
Аннотация
В данной статье представлена новая реализация печатной директорной антенны. Такие антенны широко используются для построения современных телекоммуникационных и радиолокационных систем. Описываемый метод использует нетрадиционное центрально-концевое синфазное питание, осуществляемое посредством гибридного кольцевого двухканального делителя мощности. Этот делитель характеризуется приемлемым поведением, когда все длины и зазоры между печатными проводниками являются оптимизированными для российского диэлектрического материала ФАФ-4. Этот материал является отличным вариантом, когда антенна является возбужденной посредством сверхминиатюрного коннектора версии А, что соответствует двухсторонней полосковой печатной реализации. Результаты электродинамического моделирования показывают, что предлагаемая антенна является направленным излучателем. Такой излучатель является хорошим кандидатом для использования в новых печатных эквидистантных фазированных антенных решетках для различных радиотехнических систем, включая радиолокацию, радиофиксирующие приспособления, навигацию и т.д.
24-28 66
Аннотация
Рассмотрен вопрос фазовой калибровки матричного имитатора. Произведено разделение фазовой ошибки в точке приема на систематическую и случайную. Получены аналитические соотношения, позволяющие оценить и компенсировать систематическую ошибку калибровки фаз сигналов, излучаемых матричным имитатором, вызванную геометрическим разносом фазовых центров исследуемой антенны и антенны калибровочного приемника. Случайная составляющая фазовой ошибки компенсируется алгоритмом калибровки. Получены аналитические соотношения для определения ошибки компенсации, вызванной неточным заданием координат излучающей части матричного имитатора и фазового центра антенны измерительного приемника. Определена величина этой ошибки для типового расположения антенн исследуемого устройства, измерительного приемника и матричного имитатора при проведении полунатурного моделирования. Приведено описание лабораторного стенда разработчика матричного имитатора. Полученные теоретические результаты подтверждены экспериментально на стенде разработчика матричного имитатора.

АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММЫ

29-33 57
Аннотация
Общим недостатком существующих методов синтеза поверхности бифокальных линзовых коллиматоров является сложность использования, возникающая из-за отсутствия аналитического решения. Метод последовательных приближений является наиболее простым, его основная проблема заключается в определении коэффициентов степенных полиномов, аппроксимирующих освещенную и теневую поверхности синтезируемой линзы. Для решения этой проблемы предложен аналитический метод определения коэффициентов полиномов, аппроксимирующих освещенную и теневую поверхности бифокального линзового коллиматора. Метод основан на условии равенства электрической длины крайнего луча и луча, проходящего через центр линзы. Получено аналитическое выражение, которое определяет взаимосвязь коэффициентов полиномов, аппроксимирующих теневую и освещенную поверхности бифокальной радиолинзы. Кроме того, полученное аналитическое выражение позволяет определить толщину бифокального коллиматора, что не представлялось возможным ни в одном из известных методов синтеза поверхности бифокальных линзовых коллиматоров. С использованием предложенного аналитического метода рассчитан профиль гипотетического линзового коллиматора.

ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ

34-39 72
Аннотация
Рассматривается задача достоверного моделирования эхосигналов и шумов угловых координат распределенных объектов с помощью двумерных геометрических моделей со случайными статистически не связанными сигналами. Предложен способ определения спектральной плотности мощности сигналов, подаваемых на излучатели геометрической модели, позволяющий достоверно моделировать шумы угловых координат распределенного объекта. Получены аналитические соотношения для расчета спектральной плотности мощности сигналов, подаваемых на излучатели пятиточечной модели, на основании спектральных характеристик эхосигналов от точек распределенного объекта для ряда типовых ситуаций, возникающих при моделировании отражений распределенных объектов. Предложенный подход применим при любом количестве излучателей модели и дает возможность одинаково удобно синтезировать модели с заданными спектрально-корреляционными характеристиками шумов угловых координат как одномерных, так и многомерных объектов.

ТЕХНИКА СВЧ

40-47 64
Аннотация
В настоящее время актуальной задачей является разработка нового класса широкополосных согласующих устройств, в том числе трансформаторов активных сопротивлений, с возможностью коррекции фазочастотной характеристики. В данной работе на основе ранее представленного метода синтеза широкополосных согласующих устройств с заданными фазовыми характеристиками рассматривается синтез широкополосного трансформатора активных сопротивлений с фазочастотной характеристикой, соответствующей фазовому звену второго порядка в распределенном элементном базисе. В результате синтеза получена y-матрица широкополосного трансформирующего четырехполюсника, функции собственных параметров которой представлены в форме Фостера. Применив в процессе синтеза различные условия схемной реализуемости, мы получили удобные для реализации на СВЧ структуры на регулярных линиях передачи, одна из которых исследуется при различных параметрах заданной фазовой характеристики. В результате исследований обнаружены широкие возможности структуры воспроизводить фазочастотную характеристику фазового звена второго порядка с различными параметрами, а также линейную фазочастотную характеристику, сохраняя приемлемый уровень коэффициента преобразования мощности в заданной полосе частот. Таким образом, показана эффективность предложенного ранее метода синтеза широкополосных согласующих устройств с заданными фазовыми характеристиками, а также продемонстрированы возможности предложенных трансформаторов активных сопротивлений на регулярных линиях передачи.
48-52 60
Аннотация
При проектировании радиоэлектронных устройств, входящих в состав различных систем, важное значение имеет решение задач широкополосного согласования и фильтрации. Но обычно эти задачи разделяют и комплексно не рассматривают. Более того, при синтезе фильтров не учитывают поведение иммитансов генератора и нагрузки в полосах заграждения. Решение комплексной задачи актуально, так как позволит расширить функциональную нагруженность устройства, что может значительно упростить конструкцию радиотехнического изделия. Следует отметить, что в известных литературных источниках решение задачи в подобной постановке не рассматривалось. Целью работы является разработка метода и алгоритма синтеза широкополосных устройств, согласующих произвольные иммитансы генератора и нагрузки и реализующих одновременно функцию фильтрации, в сосредоточенном и распределенном, ограниченном линиями передач с Т-волной, реактивных электрических элементных базисах. В статье представлен двухэтапный метод автоматизированного синтеза, который позволяет на первом этапе адекватно поставленной задаче построить хорошее начальное приближение (определить структуру и параметры широкополосного согласующе-фильтрующего четырехполюсника), на втором - найти оптимальное решение комплексной задачи с учетом ограничений на физическую и схемную реализуемость. В работе проведен синтез широкополосных согласующе-фильтрующих устройств в сосредоточенном и распределенном электрических элементных базисах, связывающих комплексные сопротивления источника сигнала и нагрузки. Полученные при синтезе характеристики устройств показывают, что решение комплексной задачи согласования и фильтрации дает значительный выигрыш по фильтрации при небольших потерях уровня передаваемой мощности.
53-57 61
Аннотация
В данной статье рассмотрены области применения современных оконечных нагрузок и описаны характерные для них недостатки. С целью улучшения качества согласования микрополосковых СВЧ-нагрузок высокого уровня мощности в широкой полосе частот был предложен декомпозиционный метод их построения. За счет использования внешних цепей и индуктивных элементов внутреннего согласования в многоступенчатой нагрузке обеспечивается многократное расширение полосы рабочих частот. На основе составленной эквивалентной схемы в сосредоточенном элементном базисе проведена оценка предельно достижимой полосы рабочих частот многоступенчатой нагрузки и найдены оптимальные значения элементов цепей согласования. Разработана топология микрополосковой двухступенчатой СВЧ-нагрузки большой мощности, и приведена ее частотная характеристика, рассчитанная методом численного электродинамического моделирования. Результаты моделирования продемонстрировали хорошее качество согласования предложенной нагрузки в полосе частот до 3,5 ГГц.
58-63 42
Аннотация
В работе рассматриваются вопросы построения дискретно перестраиваемого при помощи pin-диодов резонатора на отрезке однородной длинной линии с точки зрения его максимально допустимой входной мощности. Впервые получены аналитические выражения, позволяющие рассчитать максимальную входную мощность дискретно перестраиваемого резонатора на отрезке однородной длинной линии. Приведены также аналитические выражения и для решения задачи синтеза дискретно перестраиваемого резонатора - для расчета требований к параметрам pin-диодов и емкостей перестройки по требуемому уровню максимальной входной мощности. Результаты экспериментов и расчетов подтверждают возможность построения мощных перестраиваемых резонаторов и фильтров на их основе с малым временем перестройки.
64-67 111
Аннотация
Синфазный делитель-сумматор мощности Уилкинсона широко используется на практике. Однако при изготовлении делителей-сумматоров большой мощности начинает сказываться паразитная емкость балластных резисторов. Авторами предложен вариант дополнительной емкостной коррекции паразитных емкостей балластных резисторов, что позволяет существенно улучшить технические характеристики устройства. Предложены аналитические выражения для расчета величины корректирующей емкости. Качество предложенного способа коррекции подтверждается результатами компьютерного моделирования.

ЭЛЕКТРОННАЯ КОМПОНЕНТНАЯ БАЗА

68-72 70
Аннотация

В данной статье описана актуальность применения широкополосных нагрузочных устройств в современной СВЧ-аппаратуре. Описаны общая структура микрополосковой нагрузки и принцип ее работы. Рассмотрены методы построения мощных широкополосных СВЧ-нагрузок, выполненных в виде последовательного включения отрезков линий передачи с возрастающей величиной диссипативных потерь. Проведен анализ частотных свойств ступенчато-неоднородных нагрузок на основе применения теории одномерных линий передачи и численного электродинамического моделирования. Показано, что рассмотренные распределенные нагрузки в виде линии передачи большой длины с диссипативными потерями имеют хорошее качество согласования в области высоких частот, которое ухудшается с понижением частоты. Представлены частотные характеристики для одноступенчатой и двухступенчатой микрополосковой нагрузки сантиметрового диапазона, полученные методом численного электродинамического моделирования. Продемонстрирована сходимость результатов моделирования с теоретическими характеристиками.

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА – НАРОДНОМУ ХОЗЯЙСТВУ

73-78 112
Аннотация
В настоящей работе предложена модель сейсмического сигнала человека с фоном для исследования характеристик систем пассивной сейсмической локации. Проанализированы известные модели на основе импульсов Габора и Берлаге, которые не позволяют в полной мере учитывать статистические свойства сейсмических сигналов. Основой предложенной модели является почти периодический характер сейсмических сигналов, гауссовский характер внутриимпульсных флюктуаций, случайное изменение амплитуд от импульса к импульсу и относительно небольшие флюктуации положения отдельных импульсов. Процедура моделирования состоит из прохождения белого шума через линейный формирующий фильтр, характеристики которого формируются по реальным сигналам шагов человека, и модуляции первичной последовательности импульсов гауссовскими функциями. Модель позволяет управлять отношением сигнал/шум после приведения его к единице, а также сдвигами импульсов, чтобы учесть неравномерность шагов человека. Показано, что модель сейсмического сигнала человека с фоном по своим свойствам соответствует экспериментальным данным.


ISSN 2218-5453 (Print)
ISSN 2686-7680 (Online)