Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Непараметричний метод сумісної оцінки затримки широкосмугового сигналу і його доплерівського фактору при впливі мультиплікативної завади

Павло Юрійович Костенко — 2024-04-26

У статті представлений непараметричний метод сумісної оцінки часу затримки та доплерівського фактору фазоманіпульованого за псевдовипадковим законом сигналу в умовах апріорної невизначеності про закон розподілу ймовірності «білої» мультиплікативної завади в його спостереженні. При оцінці параметрів сигналу враховується доплерівська деформація обвідної та зсув несучої частоти. Окремо досліджується задача оцінки часу затримки сигналу при відомому доплерівському факторі. Задача оцінки параметрів досліджена в припущенні, що шумова складова являє собою процес з незалежними та однаково розподіленими випадковими величинами («білий» шум) IID (Independent and Identically Distributed). В основі запропонованого методу покладена мінімізація цільової функції, що використовує BDS-статистику спостереження. Час затримки й доплерівський фактор визначаються шляхом обчислення мінімального значення цільової функції розузгодження спостереження сигналу і його моделі, при спільній варіації параметрів. Досліджено властивості спільних непараметричних оцінок часу затримки сигналу й доплерівського фактору, отриманих для різних параметрів BDS-статистики. Наведені залежності математичних очікувань і середньоквадратичних похибок сумісних оцінок затримки й доплерівського фактору прийнятого сигналу для декількох розподілів щільності ймовірності при різних параметрах масштабу мультиплікативної завади, у тому числі й такими, що мають «важкі хвости». Шляхом статистичного моделювання показано, що запропонований метод, дозволяє отримати прийнятні оцінки параметрів сигналу в умовах апріорної невизначеності про розподіл мультиплікативної завади.

Зворотна задача для смуго-пропускних фільтрів третього порядку з усіма змішаними зв’язками

Сергій Миколайович Літвінцев — 2024-04-26

У статті за допомогою методу оберненої задачі проведено аналіз смуго-пропускного фільтра третього порядку (триплет СПФ) з усіма змішаними зв’язками. Ці фільтри мають переваги перед триплетними СПФ із частково використаними змішаними зв’язками. Метод зворотної задачі полягає у визначенні змішаних коефіцієнтів зв’язку триплету СПФ із заданого розташування двох нулів передачі TZ (transmission zero) на комплексній площині s = σ + jΩ. В результаті аналізу виявлено, що триплетні СПФ з усіма змішаними зв’язками більш ефективно об’єднують TZ, розташовані на осі σ або jΩ, що призводить до збільшення плоскої групової затримки або селективності СПФ. Мікросмужкові триплетні СПФ з усіма змішаними зв’язками використовують резонатори зі ступінчастим опором SIR (stepped-impedance resonator), які розташовані на невеликій відстані один від одного. Це призводить до дуже компактних фільтрів, сформованих за принципом «щільної упаковки». У таких мікросмужкових фільтрах збільшення товщини діелектричної підкладки дозволяє збільшити ненавантажену добротність Q_u резонатора і реалізувати вузькі смуги пропускання без збільшення площі, яку займає фільтр. Розглянуто універсальний мікросмужковий триплетний СПФ з усіма змішаними зв’язками, який поєднує в собі властивості симетричного та асиметричного триплетного СПФ і забезпечує 10 різних розташувань двох TZ на s-площині, що забезпечує значне різноманіття частотних характеристик.

Джерела НВЧ-випромінювання терагерцевого діапазону на кремнієвих лавинно-пролітних діодах

Андрій Володимирович Бичок — 2024-04-26

В роботі наведено результати досліджень щодо створення та розроблення джерел випромінювання в діапазоні частот 100–400 ГГц із використанням кремнієвих (Si) лавинно-пролітних діодів (ЛПД). Запропоновано та реалізовано ефективні перетворювачі частоти високостабільних низькочастотних сигналів з рівнем вихідної НВЧ потужності безперервного випромінювання 10–30 мВт. Мінімальні контурні втрати та максимальна вихідна потужність ЛПД, які мають низький імпеданс, досягаються в коливальній системі на відкритій радіальній лінії. Розглянуто еквівалентні схеми генераторів та наведено електрофізичні параметри лавинно-пролітних структур. Наведено схеми конструкції джерел випромінювання та їх основні параметри. Використання таких джерел випромінювання дозволяє реалізувати якісно нові перспективні застосування в цьому діапазоні, зокрема, отримувати зображення цілей з високою роздільною здатністю, реалізувати швидкість передачі до 100 Гб/с і більше, детально досліджувати властивості матеріалів, особливості будови всесвіту.

Розвиток в Україні методів вимірювання в мікрохвильовому і терагерцовому діапазонах електромагнітних хвиль (огляд)

Олег Олегович Дробахін — 2024-04-26

В огляді проведено аналіз досягнень українських вчених у галузі вимірювань у мікрохвильовому і терагерцовому діапазонах довжин електромагнітних хвиль. Розглянуто застосування надкоротких надширокополосних імпульсів для підповерхневого зондування, виявлення об'єктів. Такі засоби знайшли практичну застосовність у довгохвильовій частині мікрохвильового діапазону. У сантиметровому і міліметровому діапазонах перспективним є застосування методу синтезу часових сигналів за даними багаточастотних вимірювань, досягнуто тривалість імпульсів 70 пс. Синтез здійснений на основі принципу фур’є-голографiї у просторі частота–час. Для отримання часових сигналів також можуть бути застосовані методи параметричного спектрального аналізу. Низка приладів базується на ідеї інтерферометра Майкельсона, яка реалізована на хресті з надрозмірних хвилеводів, Е-площинному хвилеводному хресті. Багатозондові вимірювачі, включаючи випадок наявності всього 2 зондів, дозволили отримати значення комплексного коефіцієнта відбиття. Такий вимірювач реалізує принцип голографії на зустрічних пучках в дискретному варіанті. На основі такого підходу практично реалізовані безконтактні вимірювачі вібрацій. Нейронні мережі знайшли застосування для калібрування детекторів, розпізнавання та оцінки координат об'єктів. Резонансні методи вимірювань представлені низкою типів резонаторів: резонатори з коливаннями типу «шепочучої галереї», комбіновані відкриті резонатори із відрізком короткозамкненого хвилеводу, зв’язані біконічні резонатори. Реалізовані методи фізичної характеризації рідин у надмалих об’єм, порядку мікролітру. Такі виміри базуються на визначенні резонансної частоти і добротності типу коливань, для визначення яких у загальному випадку має застосовуватися дробово-раціональна апроксимація. Резонансні датчики покращили засоби ближнепольової скануючої мікроскопії. Вимірювання властивостей матеріалів і неруйнівний контроль значною мірою базуються на розв’язку відповідної оберненої задачі для шаруватих структур. В огляді подано результати досліджень у цьому напрямі.