Журнал "Прикладная радиоэлектроника" 2007 №4


Гомозов В. И. Динамическая теория угловой модуляции и автоподстройки частоты и фазы колебаний 466
Приводится обзор состояния и основных ограничений квазистационарной теории и обосновывается необходимость  развития динамической теории угловой модуляции и автоподстройки частоты (фазы)  колебаний. Излагается также обзор работ по развитию последней, которая в отличие от квазистационарной теории учитывает инерционность автогенераторов и фазовых модуляторов как объектов управления. Показывается, что динамическая теория устраняет имевшиеся ранее отличия теоретических и экспериментальных данных.
The paper present an overview of the state and main restrictions of the quasi-stationary theory and substantiates the necessity of development of the angular modulation and automatic oscillation frequency (phase) control dynamic theory. An overview of the papers on the said dynamic theory is presented. Unlike the quasi-stationary theory, it takes into account the lag of self-excited oscillators and phase modulators as objects of control. It is showed that the existing differences between theoretical and experimental data are eliminated by the dynamic theory.

ЛОКАЦИЯ И НАВИГАЦИЯ

Леховицкий Д. И., Жуга Г. А., Вовшин Б. М., Лаврукевич В. В. Извлечение метеоинформации на основе спектрального и корреляционного анализа отражений в импульсных доплеровских метеорологических РЛС 491
Рассматриваются особенности косвенных методов извлечения метеоинформации на основе анализа энергетических спектров или корреляционных матриц междупериодных флуктуаций отражений от гидрометеоров в импульсных доплеровских метеорологических радиолокаторах (ИДМРЛ). Обсуждаются недостатки классического дискретного преобразования Фурье и пути улучшения качества спектрального анализа отражений в ИДМРЛ за счет перехода к современным «сверхразрешающим» методам анализа, спектральные функции которых зависят от матрицы, обратной корреляционной. Обосновывается возможность и целесообразность извлечения метеоинформации из параметров сомножителей факторизованных представлений этой матрицы без явного вычисления спектров отражений. Показывается, что практически наиболее приемлемой является обобщенная факторизация Левинсона, реализуемая в универсальных адаптивных решетчатых фильтрах (АРФ). Предлагается возможная процедура классификации метеоявлений на основе анализа параметров АРФ, сформированных в процессе их адаптивной настройки.
The paper considers the peculiarities of the indirect methods for extraction of meteorological information on the basis of the analysis of power spectra or correlation matrices of the interperiod fluctuations of the radar pulse signals backscattered from hydrometeors. The particular radar system under consideration is a conventional pulse Doppler weather radar. First, the drawbacks of the classical discrete Fourier transform-based method are featured and perspectives for improvement of the operational performance of the information extraction methods based on the use of modern superresolution spectral estimation techniques are discussed. Besides, a new information retrieval approach is proposed that employs the superresolution spectral analysis of the data with the spectral characteristics dependent on the inverse of the data correlation matrix. The possibility and application advantages of extraction of meteorological information from the estimates of the parameters of the factorized representatives of the data correlation matrices which do not employ direct spectrum reconstructions are investigated and theoretically verified. Finally, the generalized Levinson factorization technique is shown as the most desirable for practical applications because of its elegant implementation based on the use of adaptive lattice filters (ALF). As an application example, the particular technique for classification of the meteorological effects that employs the analysis of the adaptively adjusted operational parameters of the ALF is presented and discussed.

СИГНАЛЫ: ФОРМИРОВАНИЕ, ОБРАБОТКА И ПЕРЕДАЧА

Гомозов В. И. Уточненное нелинейное дифференциальное уравнение автоколебаний 511
Рассмотрено состояние и показана необходимость развития теории установления частоты автоколебаний. Получено уточненное нелинейное дифференциальное уравнение, которое в отличие от традиционной математической модели Ван-дер-Поля адекватно описывает не только баланс амплитуд, энергетические соотношения и установление амплитуды, но и баланс фаз и установление частоты автоколебаний. Последнее подтверждено экспериментально.
The condition of oscillatory frequency setting theory as well as the necessity of it development have been shown. More accurate nonlinear differential equation which describes, differently from the traditional mathematical Van-der-Pol model, not only amplitude balance, energy correlations and amplitude setting but phase balance and setting of the frequency of self-excited oscillations. The latter have been confirmed experimentally.

Василишин В. И. Оценивание углового положения источников излучения с помощью унитарного алгоритма TLS-ESPRIT со структурным взвешиванием 521
Для центрально-симметричных ФАР предложен алгоритм углового свехразрешения — унитарный алгоритм TLS-ESPRIT со структурным взвешиванием, который позволяет повысить точность пеленгации по сравнению с унитарным TLS-ESPRIT в области средних и высоких значений отношения сигнал-шум.
The paper proposes an angular superresolution algorithm for centro-symmetric phased arrays — a unitary TLS-ESPRIT algorithm with structural weighting which enables to emprove the quality of direction finding as compared to the unitary TLS-ESPRIT in the domain of mean and high values of signal-to-noise ratio.

Варавин А. В., Васильев А. С., Ермак Г. П., Попов И. В. Цифровая обработка сигналов в гомодинном радиолокаторе с линейной модуляцией частоты 527
В данной работе приведены результаты исследования  применения цифрового сигнального процессора (ЦСП)  в гомодинном  радиолокаторе с линейной модуляцией частоты  ближнего радиуса действия. В локаторе реализованы цифровые методы формирования излучаемого сигнала и  синхронного приёма, спектральной обработки и цифровой фильтрации сигнала разностной частоты. Обладая высокой скоростью обработки, эти методы позволяют упростить структурную схему локатора при одновременном улучшении разрешающей способности и расширении его функциональных возможностей. Они могут применяться в различных недорогих радиолокационных датчиках измерения расстояний.
The results of researching the application of a digital signal processor to a short-range homodyne radar with the linear frequency modulation are presented in the paper. Digital methods of forming a transmitted signal and synchronous reception, spectral processing and digital filtering of a difference frequency signal are implemented in the radar. Being notable for high processing speed, the methods make it possible to simplify a radar block diagram improving the resolvability and extending its functionality. The methods can be applied to different low-cost distance measuring radar sensors.

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ

Коваленко Т. Н., Коваленко А. А. Методика исследования процедур доступа CSMA/CA с использованием аппарата сетей Петри 532
В статье представлена модель сети WiFi, разработанная с использованием матаппарата раскрашенных сетей Петри. На основе данной модели предложена методика исследования процедур доступа CSMA/CA, позволяющая провести анализ таких характеристик, как пропускная способность сети, время ожидания получения доступа к среде, длина очереди в выходном буфере абонентской станции. По результатам исследований получены графики зависимостей указанных характеристик от количества активных абонентских станций и создаваемой ими нагрузки.
A model of a WiFi network developed with the use of a Colored Petri Net mathematical tools is presented in the paper. A technique of analysing CSMA/CA access procedure using this model is proposed. This technique enables to analyze such characteristics as network bandwidth, access delay and queue length in the output buffer of a client station. Diagrams of the said characteristics depending on the number of active client stations and traffic they generate are obtained.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ

Aleksandrova A. A., Aleksandrov Y. N. Simulation of resonance non-uniformity based on magnetohydrodynamic integral equations 538
Numerical simulation of interior velocity field is studied on the basis of the rigorous analytical solution of the boundary-value magnetohydrodynamic problem on the sphere type nonuniformities. The analytical solution is based on the method of integral equations of linear magnetohydrodynamics. The results obtained are analyzed.
На основе строгого аналитического решения краевой магнитногидродинамической задачи на неоднородности типа сфера изучается численное моделирование внутреннего поля скоростей.  В основу аналитического решения положен метод интегральных уравнений линейной магнитной гидродинамики. Произведен анализ полученных результатов.

Heling-Tveretina O. Safety verification of hybrid systems based on discrete abstraction 544
Hybrid systems are real-time systems whose time progress condition is a flow predicate. Hybrid systems have been used as a math¬ematical model for many safety critical applications. One of the most important analysis problems of hybrid systems is the reachability prob¬lem. Our approach is a variation of the method for reachability analysis presented in [2]. Verification examples are provided.
Гибридные системы — системы реального времени, условие продвижения времени которых — предикат потока. Гибридные системы использовались как математическая модель для многих важных критических приложений. Одна из самых важных проблем анализа гибридных систем — проблема достижимости. Наш подход — изменение метода для анализа достижимости, представленного в [2]. Исследуется использование доказательства Coq по формальной проверке свойств безопасности линейных гибридных систем. Представлен пример, иллюстрирующий метод.

ЭЛЕКТРОННАЯ И ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ

Корытченко К. В., Чертищев И. А. Влияние газодинамических процессов на развитие ионизационно-перегревной неустойчивости в головке лидера 549
В работе приведены результаты математического моделирования разряда ёмкости на искровом промежутке. В модели учтено изменение падения потенциала на промежутке в процессе развития разряда. На основании сравнения эффективности выделения энергии в искре при различных параметрах цепи и начальном напряжении заряда ёмкости получены выводы о направлениях повышения КПД разряда.
The results of mathematical modelling of capacitor discharge on a spark gap are presented in the paper. Changing of a voltage drop on the gap during the discharge evolution is taken into account in the model. Conclusions about ways of increasing discharge efficiency are obtained basing upon comparison of the efficiency of energy release in a spark under different parameters of a circuit and the initial voltage of a capacitor charge.

Юрченко Л. В., Юрченко В. Б. Моделирование автоколебаний при последовательном включении диодов Ганна в микрополосковую линию  555
Разработана эффективная математическая модель для расчета во временной области сложных широкополосных автоколебаний в цепочках диодов Ганна с учетом их нелинейного взаимодействия в микрополосковой линии передачи. Показана возможность высокочастотного суммирования мощности при последовательном включении диодов Ганна в микрополосковую линию.
An efficient mathematical model for time-domain computer simulations of complex broadband self-oscillations in a chain of Gunn diode circuits with due account of their nonlinear coupling in a microstrip transmission line is developed. A possibility of high-frequency power summation in a series chain of Gunn diodes in a microstrip line is shown.

Невлюдов И. Ш., Евсеев В. В. Метод проектирования технологического процесса на базе конструкторско-технологических элементов 561
Разработан метод проектирования технологического процесса на базе КТЭ для CAD\CAM\CAE системы. Разработан алгоритм для нахождения оптимального маршрута технологического процесса.
A method of designing a technological process on the base of designing and technological elements for a CAD\CAM\CAE system. An algorithm of technological process optimal route finding is developed.

ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Гринченко Е. В. Повышение надежности разрешения неоднозначности фазовых ГНСС-наблюдений за счет учета систематических погрешностей в весовой матрице измерений 567
В статье рассмотрен метод раскрытия неоднозначностей фазовых ГНСС-измерений, в основе которого лежит float-обработка данных. Разработан метод формирования весовой матрицы наблюдений, учитывающий особенности пространственной корреляции различных компонент погрешностей измерений двух приемников навигационных сигналов. Предлагаемый алгоритм взвешивания наблюдений позволяет повысить надежность раскрытия фазовых неоднозначностей при решении задачи относительных координатных определений. Приведены результаты моделирования с использованием реальных данных, подтверждающие эффективность работы предлагаемых алгоритмов.
The method of phase GNSS-measurements ambiguity resolution which is based on the float-processing of data is considered in the paper. A method of forming a weighting matrix of observations which takes into consideration the peculiarities of space correlation of different components of measurement errors of two GNSS-receivers is developed. The proposed algorithm of assigning weights to observations allows to increase the reliability of phase ambiguity resolution in solving the problem of differential positioning. The results of modelling with the use of real data which verify the efficiency of the offered algorithms are presented.

Шило Г. Н. Назначение нормальных допусков методом касательных при корреляционной связи 573
Рассматриваются особенности назначения нормальных допусков методом касательных при корреляционной связи между параметрами элементов. Установлены соотношения, обеспечивающие максимальный объем допусковой области. Приводятся алгоритмы назначения допусков при заданных границах интервала выходной функции и ширине ее интервала. Учитываются нелинейные свойства границ области работоспособности.
The features of assigning normal tolerances by the tangent method for correlated parameters of elements are considered. Relations for maximal volume of a tolerance domain are proposed. Algorithms of assigning tolerances are presented if endpoints and width of output function interval are given. Nonlinear properties of working-capacity domain boundaries are taken into account.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

СИГНАЛЫ: ФОРМИРОВАНИЕ, ОБРАБОТКА И ПЕРЕДАЧА

Данелян А. Г., Мачехин Ю. П., Расчектаева А. И. Исследование условий устойчивой работы генератора оптического меандра 578
В данной статье приведены результаты теоретических исследований условий устойчивой и стационарной генерации оптического меандра. Проведен анализ переходных процессов, возникающих при формировании оптических импульсов.
The paper provides the results of theoretical research of conditions of steady and stationary generation of an optical meander. The analysis of the transient processes as arising at formation of optical pulses is carried out.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ

Баранник В. В., Хаханова И. В. Метод рекуррентного восстановления двоичных матриц, содержащих серийные перепады 583
В статье разрабатывается метод восстановления двоичных матриц без внесения погрешности. Восстановление достигается за счет декодирование структурных кодовых конструкций. В результате учета закономерностей в серийных перепадах строится рекуррентное структурное декодирование.
In the article the method of renewal of binary matrices is developed without bringing of error. Renewal is achieved for an account decoding of structural constructions of codes. As a result of account of conformities to the law the recurrent structural decoding is built in serial overfalls.

ЭЛЕКТРОННАЯ И ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ

Корытченко К. В. Оценка эффективности выделения энергии в искре при ёмкостном разряде 586
В работе приведены результаты математического моделирования разряда ёмкости на искровом промежутке. В модели учтено изменение падения потенциала на промежутке в процессе развития разряда. На основании сравнения эффективности выделения энергии в искре при различных параметрах цепи и начальном напряжении заряда ёмкости получены выводы о направлениях повышения КПД разряда.
The results of mathematical modelling of capacitor discharge on a spark gap are presented in the paper. Changing of a voltage drop on the gap during the discharge evolution is taken into account in the model. Conclusions about lines of increasing discharge efficiency are obtained basing on comparison of the efficiency of energy release in a spark under different circuit parameters and capacitor discharge initial voltage.

Грибский М. П., Григорьев Е. В., Зуев С. А., Старостенко В. В., Чурюмов Г. И., Унжаков Д. А. Воздействие импульсных электромагнитных полей на экранированные микросхемы 590
В работе приводятся и анализируются результаты экспериментальных исследований воздействия мощных импульсных электромагнитных полей на современные экранированные СВЧ микросборки приемников и передатчиков, используемых в мобильной связи.
The paper gives and analyzes the results of experimental research of the influence of powerful pulse electromagnetic fields on modern screened microwave microassembly of receivers and transmitters used in mobile communication.

ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Кузин А. И., Штык С. В., Журавель В. В., Лагутин М. Ф. Система для регистрации электроэнтерограммы и электрогастрограммы 594
Описана конструкция системы для регистрации электрической активности желудка и кишечника человека с поверхности тела. Особенности системы – способность автономно накапливать данные от 16 каналов в течение 8 часов непрерывно и передавать их в режиме реального времени через оптоволоконный канал в компьютер для дальнейшей обработки. Приведен перечень мер, позволивший достичь спектральной плотности внутренних шумов и помех системы, приведенной ко входу, не более 321 нВ/(Гц)1/2 в диапазоне регистрации 0,01–10 Гц. Описаны меры обеспечения электробезопасности системы в соответствии с IEC 60601-1-1.
A system for recording human gastric and intestinal cutaneous electrical activity is described. The main features of the system are ability to independently accumulate data from 16 channels for 8 hours continuously in a free running mode and transmit the data via a fiber optic cable to a computer for further processing. A list of measures that allow to achieve noise spectral density of 321 nV/(Hz)1/2 (referred to an input) in the registration frequency range of  0.01–10 Hz is presented. Besides, steps taken to comply the system with IEC 60601-1-1 requirements in electrical safety are described.

ПИСЬМА В РЕДАКЦИЮ

Гомозов Владимир Иванович  598

 

 

 

Хостинг Uh.Ua