Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Підписатися на Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника потік
Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)  — международный ежемесячный научно-технический рецензируемый журнал по радиотехнике и радиоэлектронике. Издается НТУУ КПИ с 1958 года. Индексируется в SCOPUS, INSPEC, Google Scholar, Academic OneFile, EI-Compendex, Gale, OCLC, SCImago, Summon by Serial Solutions, ВИНИТИ, РИНЦ. Цитирований на статью = 0,3 (Cites per Doc. (2y) = Impact Factor WoS, 2016). SJR = 0,2, Q3, SNIP = 0,46 (Scopus, 2016).
Адреса URL: http://radio.kpi.ua/
Оновлено: 5 годин 5 хв тому

Приближенная 3D модель электромагнитных колебаний в волноводных крестообразных соединениях с диэлектриком

Суб, 12/23/2017 - 00:00
В работе предложена трехмерная электродинамическая модель гибридных электромагнитных колебаний в волноводном соединении цилиндрический–прямоугольный волноводы с диэлектрическим заполнением цилиндрического волновода. Для решения векторной задачи применен метод частичных областей с выделением общей области связи волноводов и представлением поля в ней в виде суперпозиции полей парциальных собственных волн волноводов. Проведена классификация собственных типов колебаний: собственных резонансов разветвления на запредельных модах и резонансов волноводно-диэлектрического типа. Исследуемая структура может использоваться для измерения электрических параметров диэлектрических образцов как цилиндрической, так и прямоугольной формы поперечного сечения. Так как спектральные характеристики разветвления в основном определяются размером центральной области связи волноводов и электрическими параметрами той части диэлектрика, который там находится, то измерения носят локальный характер.

Простой метод определения собственных частот биконического резонатора

Птн, 12/22/2017 - 00:00
Ряд особенностей биконических резонаторов делает их привлекательными для различных применений. Выражения для вычисления собственных частот биконического резонатора с большими углами раскрыва конуса могут быть получены с использованием метода разделения перекрывающихся областей в сочетании с методом коллокации; однако выражения, приведенные в литературе, включают только одну пару точек коллокации, что не дает возможности оценить точность определения собственной частоты. Целью настоящей работы является вычисление собственных частот биконического резонатора для произвольного числа пар точек коллокации. Выведено уравнение для собственных частот биконического резонатора для азимутально-симметричного поперечного электрического поля при произвольном числе пар точек коллокации. Уравнение сводится к двум уравнениям, решение которых требует гораздо меньших вычислительных затрат по сравнению с исходным уравнением. В решениях одного из двух уравнений допускаются моды, симметричные относительно плоскости симметрии резонатора, а решения другого допускают антисимметричные моды. Вычисленные собственные частоты быстро сходятся с увеличением числа пар коллокационных точек, тогда как использование только одной пары точек коллокации может внести заметную ошибку. Предлагаемый метод может быть использован при разработке компонентов и узлов на основе биконических резонаторов.

Двухполосные устройства на базе связанных полосковых линий для разного распределения мощности в полосах частот

Чтв, 12/21/2017 - 00:00
В статье рассмотрен подход к разработке двухполосных устройств распределения мощности с разным ее делением в разных полосах частот, основанный на методе двухчастотной эквивалентной замены. Для его реализации помимо схем Т- и П-типа предложена схема эквивалентного четырехполюсника на базе отрезка связанных полосковых линий передачи. Получены соотношения для расчета электрических параметров элементов схемы этих четырехполюсников, которыми возможно заменить отрезок линии передачи с разными значениями волнового сопротивления в разных полосах частот. Электрическая длина такого отрезка может быть разной и отличной от значения pi/2. Приведены примеры моделирования неравноплечих устройств распределения мощности таких, как двухканальные балансные делители и кольцевой делитель (кольцевой ответвитель) с коэффициентами деления мощности 2,0 и 1,0 в полосах частот со средними значениями 2,0 и 3,6 ГГц. Измерение рабочих параметров созданных макетов двух устройств показало хорошее совпадение экспериментальных данных с результатами моделирования.

О распространении конструкции Ниберг на поля Галуа нечетной характеристики

Срд, 12/20/2017 - 00:00
Как известно, S-блоки конструкции Ниберг обладают криптографическими свойствами, ценными для практического применения. До настоящего времени эта конструкция рассматривалась только для полей характеристики 2. В данной статье конструкция Ниберг обобщена на поля нечетной характеристики. Введено понятие расстояния нелинейности p-функции, построен троичный аффинный код. Построены S-блоки подстановки конструкции Ниберг для характеристики поля p = 3 для всех длин N <= 243. Вычислены их расстояния нелинейности и показано, что они растут с ростом длины S-блока подстановки существенно быстрее в сравнении с полями характеристики p = 2.

Адаптивная фильтрация параметров движения источника радиоизлучения при комплексном использовании данных сенсорной сети, полученных на основе методов TDOA и RSS

Втр, 12/19/2017 - 00:00
На основе математического аппарата смешанных марковских процессов в дискретном времени синтезированы оптимальный и квазиоптимальный адаптивные алгоритмы фильтрации параметров движения источника радиоизлучения с различными видами маневра при комплексном использовании данных сенсорной сети, полученных на основе методов TDOA и RSS. Реализующие их устройства, являются многоканальными и относятся к классу устройств с обратными связями между каналами. Наличие обратных связей между каналами обусловлено марковским свойством дискретного компонента, описывающего виды движения источника радиоизлучения. В квазиоптимальном адаптивном алгоритме обработка измерений, поступающих от датчиков сенсорной сети, выполняется с помощью последовательной процедуры выполнения вычислений. При этом он обеспечивает полигаусовскую аппроксимацию апостериорной плотности вероятности оцениваемого вектора параметров движения источника радиоизлучения. Анализ квазиоптимального алгоритма выполнен с помощью статистического моделирования на ЭВМ на примере оценивания параметров движения БПЛА с различными видами маневра, излучающего радиосигнал.

Оценка амплитуды прямоугольного узкополосного радиоимпульса с неизвестными длительностью и начальной фазой

Пон, 12/18/2017 - 00:00
В работе исследованы алгоритмы оценки амплитуды радиосигнала с огибающей прямоугольной формы и с неизвестными длительностью и начальной фазой. Выполнены синтез и анализ квазиправдоподобного квазикогерентного алгоритма оценки, согласно которому вместо неизвестных длительности и начальной фазы используются некоторые ожидаемые их значения. Исследован проигрыш в точности оценки амплитуды вследствие априорного незнания длительности и начальной фазы. Синтезирован квазиправдоподобный некогерентный алгоритм оценки амплитуды с адаптацией начальной фазы и найдены его статистические характеристики: смешение и рассеяние оценки. Получены зависимости проигрыша в точности оценки вследствие априорного незнания длительности сигнала. Выполнены синтез и анализ максимально правдоподобного алгоритма оценки амплитуды, согласно которому вместо неизвестных длительности и начальной фазы используются их оценки максимального правдоподобия. Исследован выигрыш в точности максимально правдоподобной оценки по сравнению с квазиправдоподобными. Показано, что априорное незнание длительности сигнала асимптотически при больших отношениях сигнал/шум не влияет на точность максимально правдоподобной оценки амплитуды.

Содержание т. 60 журнала "Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника" за 2017 год

Пон, 12/18/2017 - 00:00
Приведены содержания номеров журнала "Известия вузов. Радиоэлектроника" в порядке публикации в 2017 году.

Именной указатель т. 60 журнала "Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника" за 2017 год

Пон, 12/18/2017 - 00:00
Приведен список авторов в алфавитном порядке, статьи которых опубликованы в журнале "Известия вузов. Радиоэлектроника" в 2017 году.

Выходной буфер 1,8 В на основе 180 нм КМОП технологии для устройств 3,3 В

Чтв, 11/30/2017 - 00:00
В работе представлен выходной буфер на базе низковольтных устройств (+1,8 В) для работы с сигналами высокого напряжения +3,3 В интерфейса PCI-X (peripheral component interconnect extended), реализованный с помощью КМОП-технологического процесса 180 нм. Поскольку PCI-X является интерфейсом +3,3 В, нагрузка на оксидный затвор создает проблемы при разработке входных-выходных цепей для устройств 180 нм КМОП-процесса. Производительность предложенного выходного буфера оценивалась с применением программы Cadence и параметров модели 180 нм КМОП-процесса. Экспериментальные результаты подтверждают, что предложенный буфер эффективно работает с интерфейсом +3,3 В на частоте 100 МГц без существенного перенапряжения на оксидном затворе. В данной работе также представлен новый преобразователь уровня, реализованный на устройствах +1,8 В, который может преобразовывать размах напряжения 0/1 В в размах напряжения 0/3,3 В. Результаты компьютерного моделирования подтверждают, что предложенный преобразователь работает с достаточной точностью без какого-либо перепада напряжения. Предложенная топология имеет низкую чувствительность, что позволяет ее реализовать на СБИС. Предложенные схемы возможно реализовать с помощью низковольтных устройств без потери производительности.

Некодированные интегрированные системы множественного доступа с перемежающимся разделением с использованием степенных перемежителей

Срд, 11/29/2017 - 00:00
Перемежение (interleaving) представляет собой один из наиболее распространенных методов, предназначенных для устранения влияния многопользовательской помехи. Удаление различных помех является одной из главных задач, стоящих перед разработчиками современных систем связи. В литературе предложено несколько методов перемежения и их рабочие характеристики проанализированы в различных системах связи, доказывающих их пригодность для удаления многопользовательских помех. Одним из таких перемежителей является степенной перемежитель, который может быть использован в системе связи в качестве средства контроля пакетных ошибок и для сокращения многопользовательской помехи. В этой статье дан анализ эффективности двух различных методов интегрированного множественного доступа с перемежающимся разделением IIDMA (integrated interleave division multiple access): SCFDM-IDMA и OFDM-IDMA. Новизна этой работы состоит в том, что весь анализ выполнен с использованием степенных перемежителей для двух указанных выше методов IIDMA, поскольку традиционный метод IDMA не способен уменьшить проблемы межстанционных и межсимвольных помех. Таким образом, эти два метода при наличии степенных перемежителей делают возможной реализацию высококачественной связи без помех для систем связи будущего поколения.

Дуплексер на симметричной полосковой линии передачи

Втр, 11/28/2017 - 00:00
Приведено построение и осуществлено измерение характеристик малогабаритного дуплексера на симметричной полосковой линии передачи, который содержит гребенчатые фильтры пятого порядка в каналах передачи ТX (2300–2370 МГц) и приема RX (2510–2580 МГц). Дуплексер выполнен на диэлектрическом материале Al2O3 (alumina, поликор) c высокой теплопроводностью, что позволило использовать рабочую мощность 10 Вт при малых габаритах 57´11,8´4 мм. Потери в полосах пропускания TX и RX фильтров не превышали 3 дБ при затухании фильтров на частотах соседнего канала не менее 60 дБ. Показано, что выбором ширины металлизированной полоски у основания четвертьволновых резонаторов возможно изменять ширину дуплексера, добиваясь требуемой величины. Используемая в конструкции цепь связи резонаторов с нагрузками позволила получить достаточно высокий уровень изоляции друг от друга каналов RX и TX дуплексера, превышающий 60 дБ. При построении дуплексера учтена конечная толщина внутренних проводников полосковой линии, составляющая 16 мкм, что привело к хорошему соответствию результатов моделирования и измерения.

Параллельное подавление помех в MC-CDMA приемнике с пространственно-временным блочным кодированием

Пон, 11/27/2017 - 00:00
Множественный доступ с кодовым разделением и несколькими несущими MC-CDMA (multi carrier code division multiple access) является удобным методом для высокоскоростной передачи данных в канале с многолучевыми замираниями. Система MC-CDMA не может обрабатывать внезапные временные изменения канала, что приводит к тому, что поднесущие теряют ортогональность. Потеря ортогональности между поднесущими пользователя или нежелательная корреляция между кодами расширения спектра разных пользователей может привести к увеличению помех множественного доступа MAI (multiple access interference). Система MC-CDMA на основе пространственно-временных блочных кодов STBC (space time block code) выбрана для достижения полного разнесения и скорости передачи без знания информации о состоянии канала CSI (channel state information) для передатчика. Таким образом, в данной статье STBC вводится для передатчика с целью улучшения качества приема. Приемник на основе пространственно-временных блочных кодов с параллельным подавлением помех STBC-PIC (space time block code parallel interference cancellation) предложен для системы MC-CDMA. В предлагаемом STBC-PIC приемнике на каждом уровне подавления помех взвешенный сигнал другого пользователя вычитается из сигнала данного пользователя, тем самым уменьшая MAI и улучшая BER. Из результатов моделирования видно, что предлагаемый приемник превосходит приемники STBC с ортогональным полным дополняющим кодом (STBC-OCCC), STBC основанные на наименьшей среднеквадратической ошибке (STBC-MMSE) и STBC с обращением в нуль незначащих коэффициентов (STBC-ZF) с точки зрения уменьшения MAI.

Аналитическое определение паразитных частот гетеродинной системы, совпадающих с требуемой частотой выходного сигнала

Нед, 11/26/2017 - 00:00
В статье получены формулы для определения самого низкого порядка и других высших порядков паразитных частот, которые совпадают с требуемыми частотами выходного сигнала смесителей. Предложенный подход дает общее выражение, которое используется для любого порядка гетеродинного смешения. Формулы проверены на типичном примере и полученные результаты сравнивались с результатами моделирования, полученными с помощью программы моделирования Advanced Design System. Формулы дают возможность непосредственно получить порядок проблемных паразитных частот, с которыми проектировщики могут столкнуться при разработке гетеродинных систем. В отличие от этих прямых формул, результаты существующих программ для анализа паразитных явлений основаны на максимальном порядке проведенного моделирования. На основе результатов такого моделирования совпадающие паразитные составляющие необходимо сортировать вручную. Предложенные формулы представляют собой экспресс средства для разработчиков систем микроволновой радиосвязи и СВЧ-схем, которые позволяют осуществлять выбор и уточнение частот гетеродинирования в разрабатываемых конструкциях без использования средств моделирования.

Эффект расщепления частот вырожденных мод ферритовых резонаторов

Суб, 11/25/2017 - 00:00
Рассмотрен эффект расщепления частот магнито-диэлектрических мод в дисковых ферритовых резонаторах в магнитном поле. Получена упрощенная формула для оценки величины расщепления. Проведено сравнение теоретических и экспериментальных результатов по эффекту расщепления частот магнито-диэлектрических мод в миллиметровом диапазоне. Предложено использование эффекта расщепления частот магнито-диэлектрических мод как альтернативы ферромагнитному резонансу в устройствах с магнитной перестройкой частоты, при величинах полей подмагничивания на порядок меньших, чем при использовании ферромагнитного резонанса. Исследованы особенности эффекта расщепления мод в разных классах ферритов и показано, что он имеет место как в СВЧ так и оптическом диапазонах. Оценочная величина расщепления частот мод в окне прозрачности ЖИГ может достигать 9 ГГц, что сопоставимо с величиной расщепления 5 ГГц в миллиметровом диапазоне. Обсуждены границы частотных диапазонов, в которых эффект расщепления частот имеет прикладной интерес. В частности, эффект в гексаферрите бария может быть использован как в зарезонансной так и дорезонансной областях, что практически нереально для феррогранатов и феррошпинелей.

Синтез и анализ алгоритмов распознавания цифровых сигналов в условиях деформирующих искажений и аддитивных помех

Втр, 10/31/2017 - 00:00
Рассмотрена задача распознавания цифровых сигналов в условиях деформирующих искажений формы этих сигналов и аддитивного гауссовского шума. Для проведения синтеза алгоритмов распознавания предложена математическая модель внесения деформации для сигналов известной или случайной формы. Модель основана на введении нелинейного оператора деформации как оператора размещения с повторениями элементов исходного дискретного сигнала с добавлением аддитивной помеховой составляющей, вызванной ошибками квантования непрерывной функции деформации. Синтезированы и исследованы оптимальный, основанный на точном вычислении функций правдоподобия, и квазиоптимальный, основанный на использовании гауссовского приближения функций правдоподобия, алгоритмы распознавания. Проведено моделирование алгоритмов для различных вариантов задания деформирующих искажений в виде детерминированных функций и в виде реализаций случайной функциии. Выполнено сравнение экспериментальной вероятности ошибки с ее теоретической оценкой при различных отношениях сигнал–шум.

Нелинейный итерационный алгоритм прекодирования для многопользовательских систем MIMO

Пон, 10/30/2017 - 00:00
Предложена модификация известного линейного алгоритма прекодирования CLTD (closed-loop transmit diversity), предназначенного для многопользовательских систем радиосвязи, использующих технологию MIMO. Эффективность оригинального алгоритма прекодирования CLTD, обладающего рядом преимуществ по сравнению с ранее известными методами прекодирования на основе полной информации о состоянии канала связи, повышена за счет введения нелинейности. Использование нелинейной процедуры упорядоченного последовательного подавления помех OSIC при формировании прекодирующей матрицы позволяет значительно увеличить помехоустойчивость всей системы в целом за счет небольшого роста вычислительной сложности алгоритма. Представлены результаты компьютерного моделирования, отражающие эффективность предложенной модификации алгоритма формирования прекодирующей матрицы по сравнению с оригинальным алгоритмом CLTD.

Непрерывная вертикальная передача обслуживания в гетерогенных беспроводных сетях с использованием алгоритма модифицированной оптимизации удаления ненужных данных

Нед, 10/29/2017 - 00:00
В глобальном контексте существует большое количество сетей с беспроводным доступом. В гетерогенных беспроводных сетях используются различные типы реализаций, включая работу в реальном масштабе времени, работу в нереальном масштабе времени и работу с высокой пропускной способностью, поэтому провайдер услуг связи должен обеспечить поддержку соответствующих соединений. Для улучшения рабочих характеристик, соединения должны коммутироваться между различными сетями с использованием непрерывной вертикальной передачи обслуживания VHO (vertical handoff). Предложенный алгоритм обеспечивает улучшение, обусловленное методом оптимизации, который включает процесс решения о коммутации с использованием запуска VHO и выбора сети. Запуск VHO инициируется путем использования уровня принятого сигнала RSS (received signal stregth). В случае использования традиционного метода, запуск VHO инициируется только с помощью RSS. Предложенный метод, представляющий собой алгоритм модифицированной оптимизации удаления ненужных данных M-WO (modified weed optimization), сокращает ненужные VHO путем учета как RSS, так и скорости мобильного узла при запуске VHO. Для достижения эффективности процесса выбора сети необходимо учитывать индивидуально или совместно следующие параметры: срок службы аккумуляторной батареи, процент сорванных звонков при передаче обслуживания, нагрузку, адаптацию по методу динамических весовых коэффициентов и т. п. В этой работе показан новый эффект алгоритма M-WO для принятия решения при VHO. Усилия авторов направлены на существенную оптимизацию нагрузки системы с тем, чтобы уменьшить процент сорванных звонков при VHO и потребление энергии аккумуляторной батареей мобильного узла MN (mobile node). Вес каждого показателя QoS подстраивается в соответствии с изменяющимися условиями работы сетей для отслеживания M-WO. Таким образом, предложенный алгоритм принятия решения при VHO превосходит существующие методы SSF и OPTG. Результаты моделирования показали, что эффективность алгоритма M-WO выше эффективности методов SSF и OPTG в отношении нагрузки, процента сорванных звонков при передаче обслуживания и срока службы батареи MN.

Дистанционная идентификация жидкости в закрытой диэлектрической емкости в миллиметровом диапазоне длин волн. 1. Принципиальная возможность

Суб, 10/28/2017 - 00:00
Впервые показана возможность использования ближней радиолокации в миллиметровом диапазоне длин волн для решения задачи дистанционной идентификации горючих и опасных жидкостей, находящихся в закрытых диэлектрических емкостях. Созданная измерительная установка позволяет проводить исследования внутри помещений, а уровень излучаемой мощности используемых устройств подсветки незначительно превышает уровень естественного шума, так называемого радиотеплового излучения. Описанная радиометрическая измерительная установка позволяет по измерениям в одном частотном диапазоне различать жидкости с разными физико-химическими параметрами, в частности, различать емкости с водой и емкости с бензином. Одной из особенностей разработанной установки является использование устройства подсветки, увеличивающего контраст изучаемого объекта. Проведены исследования различных источников шумовых сигналов для целей подсветки и показано, что для ближней радиолокации наиболее бюджетным вариантом радиометрической подсветки является энергосберегающая люминесцентная лампа, которая имеет не только достаточный уровень шумов в рабочем диапазоне частот, но и встроенное модуляционное устройство, позволяющее использовать модуляционный режим работы приемника и повышающее его чувствительность.