Preview

Радиопромышленность

Расширенный поиск
Том 28, № 1 (2018)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21778/2413-9599-2018-1

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ И СИСТЕМ

6-11 161
Аннотация

В статье рассматривается проекционно-матричная форма описания динамики турбогенератора как объекта регулирования. Исходная модель синхронного генератора в d–q координатах содержит несколько нелинейных элементов, осуществляющих операцию умножения двух процессов. Авторы предлагают вычислить матричный оператор умножения двух процессов заранее, а не в процессе основной процедуры дальнейшего синтеза необходимых регуляторов. Полученная форма описания турбогенератора позволяет использовать ее для синтеза алгоритмов регулирования в детерминированной, статистической, а также робастной постановках задач современными проекционно-матричными методами. Заранее рассчитанный матричный оператор умножения двух процессов позволяет уменьшить количество итерационных процессов в алгоритмах синтеза регуляторов, что дает возможность строить более эффективные вычислительные алгоритмы в реальном времени. Авторами доказано, что к разработанной проекционно-матричной модели турбогенератора можно применить алгоритмы синтеза, которые учитывают случайный характер возмущений, неопределенность математической модели и алгоритмы идентификации.

12-17 144
Аннотация

Исследуется конструкция автоколебательного акселерометра, в котором инерционная масса, являющаяся чувствительным элементом, выполнена в виде маятника. Предлагается вариант реализации такого датчика с использованием микромеханической технологии. Проводится сравнение нелинейности характеристики преобразования представленной схемы с аналогичным датчиком, в котором используется линейный чувствительный элемент. Исследование проводится с помощью численного расчета и компьютерного моделирования характеристики преобразования датчиков на основе уравнения движения чувствительного элемента. По результатам моделирования определяется нелинейность, как в границах устойчивой работы датчика, так и в рабочем диапазоне измерений. Несмотря на увеличение нелинейности в полном диапазоне измерений, в рабочем диапазоне существенных различий в характеристике преобразования для автоколебательного датчика с линейным и с маятниковым чувствительным элементом не наблюдалось.

18-26 146
Аннотация
В работе описана экспериментальная установка и методика обработки данных для исследования акустоэлектрических преобразований в образцах горной породы c различной степенью увлажнения. Приведены результаты исследований для сухого и увлажненного керосином керна песчаника Berea Grey при акустическом воздействии линейно-модулированным по частоте сигналом в диапазоне частот 0,7–10 кГц. Выявлена сильная нелинейность эффекта, проявляющаяся в появлении второй и третьей гармоники, и увеличение амплитуды отклика электрического сигнала. В нижнем диапазоне частот амплитуда второй гармоники колебаний напряженности электрического поля сравнима с амплитудой первой и даже может ее превышать. При капельном добавлении керосина мощность электрического сигнала меняется в разы с сильным изменением формы спектра сигнала. При этом форма спектра акустического сигнала практически неизменна. Сильная чувствительность коэффициента акустоэлектрических преобразований горных пород к увлажнению, существенно меняющая амплитуду и фазу отклика, интересна с точки зрения разработки дистанционных методов определения типа флюидонасыщения горной породы и методов прогноза геофизических катастроф.
27-32 141
Аннотация

Рассмотрено углоизмерительное устройство, относящееся к классу интерференционных угломеров, источником  излучения в котором служит лазер, а приемным блоком –  новый оптический смеситель, защищенный патентом РФ. Показана принципиальная схема интерференционного угломера на основе данного оптического смесителя. Представлены возможные методы проведения измерений, применимые для нового устройства. Приведена  принципиальная схема приемного блока, разъяснены его конструктивные особенности и отличительные черты,  приведены формулы для расчета геометрических параметров, показан геометрический ход лучей. Рассмотрены  основные преимущества нового устройства, такие как повышение точности измерений, уменьшение габаритов  и массы прибора, упрощение аппаратной схемы обработки результатов, снижение себестоимости изделия благодаря упрощению конструкции и снижению затрат на сборку, юстировку и контроль прибора. Кратко даны рекомендации для разработчиков данного вида оборудования по области использования и конструктивному решению наиболее эффективных вариантов построения интерференционных угломеров.

33-41 127
Аннотация

Рассматривается вопрос целесообразности применения специализированного программного обеспечения собственной разработки при решении задач проектирования антенных устройств. Выполнен анализ функциональных возможностей существующих программных моделей антенных решеток. Обосновано применение разработанного программного обеспечения при проектировании целого комплекса задач для принятия основных конструктивно-технических решений на этапе проектирования активных фазированных антенных решеток, а также при их модернизации. Разработанное программное обеспечение имеет интуитивно понятный пользовательский интерфейс, который адаптирован под конкретный набор задач. В качестве примера приводится описание набора разработанных программных моделей для исследования эквидистантных линейных и двумерных антенных решеток, а также неэквидистантных решеток. Разработанный комплекс программ отличается от универсального программного обеспечения электродинамического моделирования высокой оперативностью подготовительных и расчетных операций и удобством использования.

42-49 182
Аннотация

В статье представлен подход к моделированию поля вторичного излучения, основанный на использовании метода Гюйгенса-Френеля. Кратко рассмотрены различные методы моделирования поля вторичного излучения, даны их основные характеристики. Рассматриваются особенности программной реализации алгоритма синтеза сигналов, отраженных от объектов сложной пространственной конфигурации, и получения на их базе радиолокационных дальностных портретов. Описание процесса моделирования разбито на этапы, что позволяет проследить структурно-логическую связь между приемами и действиями, выполняемыми в ходе моделирования поля вторичного излучения. Основной особенностью рассматриваемого подхода является использование карт глубины (Z-буфера) для определения видимых участков облучаемого объекта. Также описаны некоторые способы повышения производительности вычислений, что особенно актуально при необходимости получения большого количества радиолокационных дальностных портретов.

50-56 106
Аннотация

Рассмотрено функционирование установленной на борту вертолета радиотехнической станции с ненаправленными антеннами в режиме приема гармонического излучения. Получены результаты расчетов основных характеристик и обработки принимаемых сигналов с использованием компьютерного имитационного моделирования. Выявлен факт возникновения дополнительных отсчетов, которые привели к появлению неоднозначности определения угловых координат цели, сдвинутых на π радиан. Отмеченную неоднозначность измерений можно устранить с помощью использования в системе центральной направленной антенны. Определены условия и параметры для формирования предпочтительных режимов применения синтеза апертуры, а также характеристики, определяющие динамику носителя антенны.

57-61 121
Аннотация
Представлен вариант навигационного обеспечения автономного подводного объекта системы мониторинга и управления технологическими процессами при разведке и добыче полезных ископаемых, обслуживании подводных трубопроводов и инженерных сооружений с использованием буксируемого устройства, оснащенного аппаратурой потребителя космической навигационной системы. Рассмотрен подход, ориентированный на пересчет формируемых в рекуррентном режиме координат буксира в позицию подводного аппарата, благодаря учету параметров их жесткой сцепки при использовании кабель-троса. Предпринята попытка построения методики местоопределения подводного объекта при упрощенных исходных данных. На основе допустимой геометрической интерпретации относительной динамики подводного аппарата и надводной аппаратуры потребителя разработана концепция пересчета фазового центра последнего в центр масс подводного объекта. При усложнении динамики подводного аппарата предложенная методика допускает наращивание исходной модели траектории путем введения соответствующих процедур, учитывающих изменение вектора состояния автономного средства мониторинга. Приводятся результаты статистического компьютерного моделирования процесса рекуррентного оценивания координат подводного объекта при использовании модели состояния, характеризуемой полиномом второго порядка.
62-67 124
Аннотация

Показана эквивалентность двухточечной геометрической модели, излучающей статистически связанные нормальные случайные процессы, и трехточечной неэквидистантной геометрической модели, излучающей статистически не связанные нормальные случайные процессы. Двухточечная модель, излучающая статистически связанные сигналы, представлена в виде суперпозиции двух моделей. Одна из них излучает статистически не связанные сигналы, вторая – полностью коррелированные. Таким образом, была получена трехточечная неэквидистантная геометрическая модель, излучающая статистически не связанные сигналы с одним виртуальным излучателем. Получены аналитические соотношения, позволяющие по параметрам одной модели синтезировать другую. Показано, что для каждой двухточечной модели, излучающей статистически связанные сигналы, можно синтезировать бесконечное множество трехточечных неэквидистантных моделей, отличающихся друг от друга положением одного из излучателей. Сформулированы рекомендации по выбору положения виртуального излучателя трехточечной неэквидистантной модели, обеспечивающей наиболее широкий диапазон управления параметрами угловых шумов модели. Полученные результаты могут быть использованы при синтезе двухточечной геометрической модели, излучающей статистически связанные сигналы и обеспечивающей заданную корреляционную функцию угловых шумов.

68-73 146
Аннотация

В работе рассматривается построение защищенных коммуникационных сетей и их элементов. Приведен анализ имитационного моделирования сегмента коммуникационной сети в условиях атаки, влияние средств защиты информации на сетевой трафик, приводятся примеры расчетов. Выполнен анализ метода оптимизации сетевого трафика с учетом применения различных средств защиты информации; предложены варианты разработки политики безопасности. Приведены результаты экспериментов при различных условиях защиты информации: при отсутствии атаки без использования средств защиты информации; при отсутствии атаки с использованием средств защиты информации; при DoS-атаке без использования средств защиты информации; при DoS-атаке с использованием средств защиты информации. Рассмотрены несколько методов по оптимизации трафика с использованием средств защиты информации, а также политика безопасности для достижения заданного уровня защищенности информации в компьютерной системе при минимуме снижения сетевого трафика и стоимости средств защиты информации.

74-86 127
Аннотация

Киберфизические системы (КФС) и робототехнические комплексы (РТК) объединяет наличие систем управления. КФС – это более общее понятие, которое включает в себя и роботов. Выделяют несколько уровней управления КФС начиная с рефлексного уровня. Для современных автономных РТК создают системы принятия решений (СПР) на логическом уровне, в которых выполняется логический вывод и автоматическое конструирование алгоритмов из продукций «Если – то», соответствующих элементарным действиям РТК. В области искусственного интеллекта логическим выводом занимались экспертные системы, которые теперь называют «логически решающие системы», или «разуматоры». Для оценки их интеллектуальности используют метрику «переменные, правила», которая базируется на оценке максимально возможного количества комбинаций, равного факториалу от количества правил принятия решений (продукций). В этом случае критерием оценки является «самый худший случай сложности» при полном переборе всех возможных правил, описывающих ситуацию. Автономность РТК определяется интеллектуальностью их систем управления, выражающейся в способности РТК принимать решения в различных ситуациях. В качестве метрики оценки интеллектуальности КФС и РТК предложено использовать метрику «переменные, правила». Показано, что миварные разуматоры за счет нового представления данных и линейной вычислительной сложности логического вывода (без перебора!) позволяют на обычных компьютерах решать со скоростью более миллиона продукционных правил в микросекунду задачи ситуационного управления для КФС и автономных многоуровневых РТК различного назначения и базирования.

87-93 132
Аннотация

Статья посвящена исследованию адаптивных алгоритмов режекторных фильтров, обеспечивающих предельную эффективность подавления коррелированной (пассивной) помехи в условиях априорной параметрической неопределенности при вобуляции периода повторения. Целью статьи является анализ устойчивости алгоритмов расчета весовых коэффициентов режекторных фильтров и выработка рекомендаций по минимизации чувствительности этих алгоритмов к ошибкам вычислений. Приведен конкретный вид адаптивных алгоритмов, для которых проведен анализ устойчивости расчета весовых коэффициентов режекторных фильтров при вобуляции периода повторения зондирующих когерентных импульсов. Анализ устойчивости адаптивных алгоритмов по энергетическому критерию (коэффициенту улучшения отношения сигнал/помеха) в зависимости от выбора их основных параметров (строки и элемента разложения) позволяет оптимизировать данные параметры по критерию минимальной чувствительности алгоритмов к ошибкам математических вычислений. Даны рекомендации по выбору параметров алгоритмов расчета весовых коэффициентов, и предлагается процедура расчета модифицированных алгоритмов адаптивного режектирования пассивных помех при вобуляции периода повторения. В результате оптимизации алгоритмов по критерию постоянства производных установлено, что для обеспечения минимального значения нормы матрицы производных весовых коэффициентов при выбранном номере строки разложения предпочтение следует отдать выбору элемента (столбца) разложения с тем же номером.

ТЕХНОЛОГИИ И ПРОИЗВОДСТВО

94-102 122
Аннотация

Рассматривается вопрос обеспечения необходимой устойчивости и требуемой точности позиционирования морского потребителя. Для повышения устойчивости процесса навигационных определений предлагается комплексирование высокоточной навигации с помощью космической навигационной системы с надводными радионавигационными средствами (РНС), размещенными на подвижных носителях. Применение последних позволит компенсировать деградацию геометрического фактора в задаче навигационных определений в произвольной точке на водной поверхности. В качестве потребителя может быть рассмотрено буксируемое на кабель-тросе устройство, предназначенное для решения навигационно-связных задач применительно к автономному подводному объекту системы мониторинга и управления технологическими процессами разведки и добычи полезных ископаемых, обслуживанию подводных трубопроводов и инженерных сооружений, находящихся в произвольном районе. В целях обеспечения приемлемой дальности навигации с помощью мобильных надводных РНС предлагается использовать излучение средневолнового диапазона. Специфика и методика реализации навигационных мероприятий выбранного диапазона анализируются детальным образом, что позволило авторам выработать конкретные технические рекомендации и сформулировать точностные оценки позиционирования потребителя для различных условий применения предложенных решений.

103-109 110
Аннотация

Возможным методом распознавания радиотехнических объектов является привязка их характеристик к характеристикам эталонных объектов. Для преодоления значительной погрешности оценки характеристик, препятствующей этой привязке, используется их статистическая фильтрация на скользящем временном интервале. Во избежание нежелательного искажения временной зависимости оценки при рекурсивной фильтрации предложено использовать медианно-рекурсивный фильтр, представляющий собой тандем медианного и рекурсивного фильтров. Медианно-рекурсивная фильтрация обеспечивает подавление выбросов, характерных для предварительных оценок, и способствует улучшению точности как минимум в несколько раз. По результатам сравнения медианного, рекурсивного и медианно-рекурсивного фильтров было установлено, что последний является наиболее эффективным и, следовательно, предпочтительным среди других скользящих фильтров. В качестве показателя эффективности фильтрации использовалось отношение вариаций нефильтрованной и фильтрованной оценок. Он позволяет оценить влияние фильтра на оценку характеристики и может рассматриваться как критерий выбора наилучшего фильтра.

110-117 164
Аннотация

Изучено перманентное изменение показателя преломления под действием фемтосекундных лазерных импульсов на малой глубине (2–15 мкм) под поверхностью кристалла ниобата лития. На основе технологии фемтосекундной записи предлагаются решения проблем промышленных электрооптических модуляторов. Для интерференционных схем, получаемых литографическими способами, произведена запись корректирующего трека с пониженным показателем преломления (∆n = –3 ∙ 10–3) с целью уменьшения связи между каналами разветвителя и повышения его температурной стабильности. Помимо этого показана возможность полностью фемтосекундной записи волновода с депрессированной оболочкой диаметром сердцевины 12 мкм на малых глубинах под поверхностью кристалла ниобата лития для создания неинтерференционного электрооптического модулятора, основанного на эффекте электрооптического вращения поляризации.

ЭКОНОМИКА, УПРАВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ РАДИОПРОМЫШЛЕННОСТИ

118-123 134
Аннотация

В статье рассматривается проблема баланса уровня функциональных возможностей автоматизированных систем сбора и обработки данных (АССОД) с ее потенциалом. Для решения проблемы предлагается разработка количественной меры указанных процессов, встроенной в состав средств контроля и управления функционированием АССОД. Описывается методика вычисления модельных значений показателя внутренней конфликтности (ПВК), применяемого в качестве количественной меры текущего уровня и потенциала АССОД. Методика основана на модели конкуренции внутренних процессов АССОД за ресурсы, допускающие совместное использование. В качестве ПВК выбирается векторный показатель, включающий вероятность нахождения системы в состоянии конфликта, частоту возникновения конфликтов на интервале функционирования системы, среднее время нахождения системы в конфликтном состоянии. Конфликтующие процессы рассматриваются как системы массового обслуживания (СМО), обрабатывающие потоки запросов к общим ресурсам. Допущения о простейшем типе потоков заявок и о показательном распределении времени их обслуживания позволяют считать процессы, протекающие в конкурирующих СМО, марковскими, давая возможность использовать уравнения Эрланга для установившегося режима. Для нахождения характеристик векторного показателя использованы результаты, полученные в теории импульсных потоков для совпадающих импульсных последовательностей. Приводится решение задачи вычисления показателей конфликтности для случая конкуренции двух сторон, обобщаемое на более сложный случай. Делается вывод, что ПВК может быть использован для сравнительного анализа качества нескольких АССОД, а именно при прочих равных характеристиках лучшим качеством будет обладать система, имеющая меньшее значение показателя внутренней конфликтности.

124-130 118
Аннотация

В статье представлена методология оценки зрелости управления внутренней средой компании на основе разработанной автором шестифактороной модели зрелости и результаты исследования влияния уровня зрелости на результативность труда (выручка компании в расчете на одного сотрудника). Оценка уровня зрелости управления внутренней средой компании является актуальной для компаний с преобладающей и растущей долей интеллектуального труда в добавленной стоимости: в инновационных, наукоемких и интеллектуально емких секторах экономики, включая сектор радиоэлектроники. Каждый фактор оценивается по пятибалльной шкале (0–4 балла). По результатам исследования показано влияние общего показателя зрелости системы управления внутренней средой предприятия (сумма баллов) на результативность труда. Также показано, что самое существенное влияние на результативность труда оказывает «Уровень Empowerment» (развитие компетенций и расширение прав и возможностей сотрудников). Даже при высоком уровне коммуникационной прозрачности и открытости корпоративной культуры низкий уровень зрелости этой компоненты коррелирует со снижением показателя результативности труда.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2413-9599 (Print)
ISSN 2541-870X (Online)