Academic literature on the topic 'Електромагнітний сигнал'

Предметом розгляду статті є процеси забезпечення електромагнітної сумісності в самоорганізованій безпровідній мережі шляхом застосування надширокосмугових сигналів з високою інформаційною ємністю. Мета – розробка рекомендацій щодо реалізації безпровідного мобільного рухомого зв’язку при передачі дискретних повідомлень каналом зв’язку з адитивним гаусовим шумом. Задача – забезпечення усталеної та надійної роботи надширокосмугової системи зв’язку. Використані методи: методи аналітичного моделювання та теорії потенціїної завадостійкості. Отримані наступні результати. Розроблено критерій забезпечення вимог електромагнітної сумісності мобільних телекомунікаційних систем. На грунті теорії потенціальної завадостійкості показана можливість усталеної та беззавадової роботи телекомунікаційної безпровідної системи в умовах, коли рівень інформаційного сигналу та шуму мають одне значення. Доведена можливість вилучення переданого інформаційного сигналу із суміші шуму та корисного сигналу шляхом кореляції прийнятого та опорного сигналів. Висновки. Показано, що використання технології надширокосмугових сигналів дозволяє здійснити безпровідну приховану передачу інформації з малою потужністю випромінювання. Причому велика база сигналу дозволяє забезпечити усталену та беззавадову роботу телекомунікаційної системи зв’язку за умов, коли рівень інформаційного сигналу знаходиться на рівні чи нижче рівня шуму. При цьому доведена можливість вилучення корисного сигналу із суміші інформаційних двійкових сигналів та білого гаусового шуму

У статті наведена методика розробки та оптимізації системи живлення рупорної антени із коловою поляризацією. Рупорна антена має металеву конструкцію та складається із хвилеводу, що має змінний переріз та відкритий випромінюючий кінець. Електромагнітні хвилі у такій антені збуджують за допомогою хвилеводу, що вмикають до вузької стінки рупорної антени. Запропонована система живлення рупорної антени складається із прямокутного хвилеводу зі щілиною. Щоб на виході отримати в рупорній антені збудження сигналів із коловою поляризацією, щілину було вирізано у прямокутному хвилеводі під кутом 45º. В результаті схема дає можливість формувати сигнали з правою круговою поляризацією та лівою круговою поляризацією. Представлена конструкція системи живлення рупорної антени усуває необхідність розробки окремо хвилевідного пристрою формування колової поляризації. Спроектована система живлення рупорної антени із коловою поляризацією може використовуватися на робочій частоті 8 ГГц. На ній коефіцієнт відбиття є нижчим за −19 дБ. Запропонована рупорна антенна забезпечує максимальне значення коефіцієнта підсилення 21дБ для правої колової поляризації та максимальне значення коефіцієнта підсилення 10 дБ для лівої колової поляризації. Кросполяризаційна розв’язка перевищує 10 дБ. Таким чином, розроблена система живлення рупорної антени забезпечує вузькосмуговий режим роботи на коловій поляризації із задовільними електромагнітними поляризаційними характеристиками та узгодженням на частоті 8 ГГц. Розроблена система живлення рупорної антени з коловою поляризацією може використовуватися у радіотехнічних системах, які здійснюють поляризаційне оброблення сигналів.

Предметом вивчення є процеси забезпечення безпроводової завадостійкої передачі дискретної інформації на грунті надширокосмугових сигналів з високою інформаційною ємністю. Мета – розробка рекомендацій щодо забезпечення електромагнітної сумісності надширокосмугової системи зв’язку при передачі дискретних повідомлень каналом зв’язку з аддитивним гаусовим шумом. Задача – забезпечення усталеної та надійної роботи надширокосмугової системи зв’язку в умовах внутрішньосистемних завад. Використані методи: методи аналітичного, імітаційного моделювання та цифрового кодування сигналів. Отримані наступні результати. Показано, що випадкові зміни енергії та автокореляційної функції прийнятих надширокосмугових сигналів в потоці бітів інформації є причиною виникнення внутрішньосистемних завад. У свою чергу це викликає збільшення бітової похибки та деградацію імовірнісних характеристик системи зв’язку. Отримані характеристики бітової похибки свідчать про високий рівень прихованості та електромагнітної сумісності надширокосмугової системи зв’язку при передачі дискретних повідомлень в каналі зв’язку з адитивним гаусовом білим шумом. Причому, за умов використання некратних затримок кодуючих імпульсів в процесі кодової спектральної модуляції, отримуємо імовірність бітової похибки на рівні 10(-5) – 10(-6) при суттєво менших одиниці відношеннях сигнал/шум. Висновки. Використання технології надширокосмугових сигналів дозволяє здійснити безпроводову приховану передачу інформації з малою потужністю випромінювання на швидкості 1-2 Мб/с з імовірністю похибки на біт менш, ніж 10 . Таким чином система надширокосмугового радіозв’язку з кодовою модуляцією в передавачі та спектральною обробкою в приймачі має високу завадостійкість, що дозволяє здійснювати надійну передачу цифрової інформації при появі внутрішньосистемних завад

Умови вирішення завдання побудови надійної системи моніторингу вимагає вирішення важливого завдання місцевизначення джерел радіовипромінювань. Серед різноманіття методів визначення координат джерела радіовипромінювання (ДРВ) діапазону коротких хвиль (КХ) найбільш широке застосування знайшов тріангуляційний (кутомірний) метод. Його реалізація вимагає наявності не менше двох приймачів-пеленгаторів, рознесених на відстань, визначену як база пеленгування, з точною взаємною тимчасовою синхронізацією при електромагнітній доступності об'єкта пеленгування одночасно для всіх постів. Постійне виконання цих умов у КХ діапазоні ускладнено з огляду на те, що характеристики поширення радіохвиль істотно залежать від профілю та електрофізичних параметрів радіотрас і схильні до сезонних і добових флуктуацій концентрації заряджених частинок у шарах іоносфери. При порушенні умов доступності або відсутності тимчасової синхронізації в системі визначення місцезнаходження єдиним доступним для вимірювання параметром стає направлення на ДРВ з одного пеленгаторного посту, що виключає можливість тріангуляційної оцінки координат. Для усунення зазначеного недоліку у статті проведено аналіз умов іоносферного поширення радіохвиль та виявлено основні фактори, що впливають на порушення електромагнітної доступності джерел радіовипромінювання для приймачів-пеленгаторів тріангуляційної системи визначення місцезнаходження в діапазоні коротких хвиль. Представлений спосіб оцінки координат випромінювачів за вимірами амплітуд їх сигналів системою програмно-керованих приймачів, розміщених у зонах електромагнітної доступності. Отримано оцінки зміни областей розташування об'єктів при спільній оцінці амплітуд сигналів у багатопозиційній системі приймачів-вимірювачів та напрямів їх приходу віддаленими пеленгаторами.

У роботі показана об’єктивна необхідність освоєння діапазону міліметрових хвиль для побудови систем виявлення та супроводу повітряних та інших цілей. Проаналізовані особливості поширення міліметрових хвиль (ММХ) в атмосфері Землі. Описано механізм їх поглинання в молекулярному кисні, парах води та гідрометеорах. Приведені результати розрахунку послаблення міліметрових хвиль як функції від довжини хвилі та кута візування. Викладені основи радіотеплового випромінювання фізичних тіл та особливості його прийому, принцип дії якого базується на тому, що будь-яке тіло з термодинамічною температурою вище абсолютного нуля, здатне випромінювати електромагнітну енергію в широкому спектральному діапазоні, зокрема, в діапазоні ММХ. Результуюче радіотеплове випромінювання реального тіла утворюється двома складовими: власним випромінюванням і відображеними електромагнітними коливаннями, що падають на тіло з навколишнього простору. Наведені результати експериментальних досліджень міри розсіяння та відбивання ММХ обшивкою літака в активному та пасивному режимах. Встановлено, що розподіл радіотеплового сигналу за поверхнею літака однорідний на відміну від розподілу відбитого сигналу в активному режимі. Проведені експериментальні дослідження показали, що в діапазоні ММХ можливе отримання енергетичного портрету літака в умовах, коли він є розподіленою ціллю, при його порядковому скануванні вузькою діаграмою спрямованості антени як в активному, так і в пасивному режимах.

У статті запропонований простий метод оптимізації та розробки поляризаційних пристроїв с діафрагмами за допомогою методу еквівалентних мікрохвильових схем. Принцип методу полягає у розбитті схеми хвилеводного пристрою обробки поляризації на прості еквівалентні схеми. Кожна схема описується своїми матрицями розсіювання та передачі. Далі основні характеристики представленого пристрою виражаємо через елементи загальної хвильової матриці розсіювання. До базових електромагнітних характеристик пристрою належать такі: фазові, узгоджуючи та поляризаційні. Було розроблено поляризаційний пристрій із трьома діафрагмами на основі квадратного хвилеводу. У діапазоні частот 13,0-14,4 ГГц було здійснена процедура оптимізації електромагнітних характеристик. Сконструйований хвилевідний пристрій у робочому діапазоні частот підтримує диференційний фазовий зсув у межах 90° ± 4,0°. Пікове значення його коефіцієнта стійної хвилі за напругою приймає значення 2,04. Максимальне значення коефіцієнту еліптичності становить 0,6 дБ, а мінімальній рівень кросполярізаційної розв’язки становить 29,5 дБ. Для перевірки правильності отриманих результатів була здійснене числове моделювання пристрою із використанням методу скінченного інтегрування в частотній області та методо скінчених елементів в часовій області. Результати моделювання показали, що представлений метод має невелику розбіжність із відомими електродинамічними методами аналізу мікрохвильових пристроїв. Тому, розроблений новий хвилевідний поляризаційний пристрій з трьома діафрагмами представляє узгоджені та якісні електромагнітні характеристики у всьому робочому діапазоні частот 13,0–14,4 ГГц. Розроблений поляризаційний пристрій може використовуватися у антенних системах, де здійснюється поляризаційна обробка сигналів

У сучасних супутникових інформаційних системах та безпровідних системах передачі даних широко використовують сигнали із коловими поляризаціями. Сигнали цього типу вимагають застосування спеціальних антенних систем із поляризаційним обробленням. Такий підхід дає можливість удвічі зекономити частотні ресурси, які є обмеженими. У результаті збільшується інформаційна ємність каналів передачі інформації в супутникових та інших інформаційних системах. Базовим елементом антенних систем із коловими поляризаціями є поляризатор. Такий пристрій здійснює перетворення електромагнітних хвиль із круговою поляризацією в лінійно поляризовані хвилі або навпаки. Використання поляризатора та ортомодового перетворювача в антенних системах забезпечує перетворення поляризації сигналів із одночасною передачею їх до розв’язаних хвилеводних каналів. Стаття містить результати аналізу та оптимізації нового високоефективного хвилеводного поляризатора для супутникових інформаційних систем. Конструкція розробленого поляризатора складається із хвилеводу квадратного перерізу з чотирма діафрагмами. Виконано оптимізацію поляризатора для його застосування в робочому діапазоні частот від 10,7 ГГц до 12,8 ГГц. Проаналізовано й оптимізовано фазові, поляризаційні характеристики та характеристики узгодження із застосуванням чисельного методу скінченного інтегрування. Розроблений хвилеводний поляризатор із чотирма діафрагмами забезпечує диференційний фазовий зсув 90° ± 3,5°, коефіцієнт стійної хвилі з напругою, меншою 1,24, коефіцієнт еліптичності, менший 0,53 дБ, кросполяризаційну розв’язку, вищу 30,3 дБ. Таким чином, створений новий поляризатор на основі квадратного хвилеводу з чотирма діафрагмами забезпечує якісну роботу в усьому робочому Ku-діапазоні частот 10,7–12,8 ГГц. Пристрій може широко використовуватися в сучасних антенних системах із поляризаційним обробленням сигналів у телекомунікаційних, радіолокаційних і супутникових інформаційних системах.

В останній час системи перетворення енергії вітру збільшують своє проникнення в електричні мережі в майже усі країни світу. Інтеграція енергії вітру в енергетичні системи спричиняє проблему з точки зору якості електроенергії. У статті розглянуто електричну систему у складі вітрогенераторних установок зі змінною швидкістю обертання ротора, щоб отримати максимальну потужність із вітру. Показано основні задачі керування вітрогенераторних установок то зони роботи вітряків. Приведено огляд перетворювачів частоти. Запропоновано перетворювач частоти (AC-DC-AC) з ланкою постійного струму. До його складу входять вхідний AC/DC перетворювач, система управління якого та регулятор швидкості генератора забезпечують оптимальну передачу енергії від вітрогенератора, і вихідний DC/AC перетворювача, виконаного на базі активного випрямляча. Між вхідним інвертором і активним випрямлячем знаходиться ланка постійної напруги (конденсатор). Система керування такого перетворювача релейна. Таке керування забезпечує з релейним керування, дозволяє забезпечити практично миттєву реакцію на відхилення від завдання. Точність відтворення (відстеження) сигналу завдання буде визначатися шириною петлі гістерезису релейних регуляторів. Таким чином забезпечується електромагнітна сумісність з мережею живлення. Представлено математичний опис електромагнітних процесів в активному випрямлячі та інверторі, які входять до складу перетворювача. За допомогою цифрового моделювання в програмі Matlab проведено дослідження режимів роботи (змінення напруги генератора, частоти струму генератора) та виконан аналіз струмів на вміст гармонік. Гармонійний аналіз показав, що запропонований перетворювач забезпечує хорошу якість споживаної енергії THD істотно менше 5% що задовольняє міжнародним стандартам на якість електроенергії.

За допомогою запропонованої в статті підходу можуть бути дослідженні перспективні способи отримання інформації про сучасні літальні апарати. Сучасна техніка створюється з використанням неметалічних матеріалів у своєї конструкції. Це зрозуміло за рядом причин, основною з яких є кращі характеристики речовин, що використовуються. Існуючі підходи щодо отримання радіолокаційної інформації про такі об’єкти є непідходящими оскільки вони засновані на використанні ефектів, що протікають в металах під час їх опромінення електромагнітним НВЧ полем. Проблемою є створення умов щодо дистанційної тимчасової зміни провідних властивостей для використання викликаних ефектів у існуючих способах радіолокації. Тенденція розвитку сучасних літальних засобів полягає у використанні неметалічних композитних матеріалів у конструкції планеру. Цей напрямок суттєво знижує можливості існуючих радіолокаційних засобів по виявленню та супроводженню таких літальних апаратів. Основний недолік існуючих метолів локації літальних апаратів полягає у використанні принципу „потужного сигналу”, тобто збільшенні потужності випроміненого зондуючого сигналу для підвищення рівня віддзеркаленого від повітряного об’єкту радіолокаційного сигналу і покращення прийомних характеристик РЛС виявлення.

За допомогою запропонованої в статті підходу можуть бути дослідженні перспективні способи отримання інформації про сучасні літальні апарати. Сучасна техніка створюється з використанням неметалічних матеріалів у своєї конструкції. Це зрозуміло за рядом причин, основною з яких є кращі характеристики речовин, що використовуються. Існуючі підходи щодо отримання радіолокаційної інформації про такі об’єкти є непідходящими оскільки вони засновані на використанні ефектів, що протікають в металах під час їх опромінення електромагнітним НВЧ полем. Проблемою є створення умов щодо дистанційної тимчасової зміни провідних властивостей для використання викликаних ефектів у існуючих способах радіолокації.Тенденція розвитку сучасних літальних засобів полягає у використанні неметалічних композитних матеріалів у конструкції планеру. Цей напрямок суттєво знижує можливості існуючих радіолокаційних засобів по виявленню та супроводженню таких літальних апаратів. Основний недолік існуючих метолів локації літальних апаратів полягає у використанні принципу „потужного сигналу”, тобто збільшенні потужності випроміненого зондуючого сигналу для підвищення рівня віддзеркаленого від повітряного об’єкту радіолокаційного сигналу і покращення прийомних характеристик РЛС виявлення.

В тезах доповіді представлені результати дослідження діелектричної проникності еритроцитів хворих на ділатаційну кардіоміопатію за допомогою методу мікрохвильової діелектрометрії. Вимірювання були проведені на частоті 37.7 ГГц, яка входить до діапазону частот, в якому проявляється дисперсія діелектричної проникності вільної води. Візуалізація електромагнітного сигналу на молекулярно-клітинному рівні була реалізована в «sweep»-режимі частот 10002500 Гц в присутності специфічних стимуляторів та блокаторів аденілатциклазної системи. Реєстрували зміну відносної кількості вільної та зв’язаної води та конформаційні перетворення на рецепторних комплексах еритроцитів за параметром . Показана ефективність даного підходу в діагностичному алгоритмі серцевої недостатності на ранніх етапах розвитку хвороби.

Метою доповіді є аналіз захищеності різних видів кабельних ліній зв’язку, що дозволить запропонувати засоби захисту від витоку інформації за рахунок побічних електромагнітних випромінювань. В доповіді наводяться результати порівняння кабелів з трьома видами екранування. Діапазон частот: 10 – 1000 МГц.

Дальність розповсюдження ПЕМВН обчислюється десятками, сотнями, а іноді й тисячами метрів. Найбільш небезпечними джерелами ПЕМВН є дисплеї, з дисплеїв можна зняти інформацію за допомогою спеціальної апаратури на відстані до 500-1500 метрів.

У статті подано аналіз джерел, які обґрунтовують необхідність захисту інформації в GNSS. Одним із напрямків захисту інформації є організаційні заходи у вигляді моніторингу електромагнітного середовища у місці розташування споживачів GNSS. Наведено метод оцінки рівня небезпечних сигналів. Представлені практичні результати застосування запропонованої методики.

Запропоновано і науково обгрунтовано комбінований метод контролю дефектів великогабаритних феромагнітних виробів в прикладених магнітному і електромагнітному полях з фіксацією дефектів ферозондами і магнітомодуляційними вимірювальними перетворювачами. Генератором полів локального намагнічування є П-подібні електромагніти, між полюсами яких розміщені магніточутливі елементи: ферозонди, магнітомодуляційні головки. Виконано аналіз магнітних і електромагнітних полів в області контролю за допомогою адаптованих математичних моделей поля, які основані на поверхневих і просторових інтегральних рівняннях Фредгольма першого і другого роду. Запропоновано алгоритм чисельного розв’язку рівнянь, розроблено комплекс програм аналізу полів. Досліджені функції перетворення ферозондів із стрижньовими осердями, що вимірюють електромагнітне синусоїдальне поле, визначені частотні характеристики ферозондів. На основі проведених досліджень розроблена система безперервного неруйнівного контролю зварного шва. Створена мікропроцесорна система керування і обробки вихідних сигналів вимірювальних перетворювачів.
Предложен метод контроля дефектов крупногабаритных ферромагнитных изделий, в частности сварных швов, основанный на одновременном применении электромагнитного синусоидального и постоянного поля с фиксацией дефектов ферромодуляционными измерительными преобразователями: феррозондами и магнитомодуляционными головками. Применение метода позволяет повысить достоверность контроля и одновременно обнаруживать подповерхностные дефекты. Регистрация электромагнитных полей не катушками, а феррозондами значительно увеличивает чувствительность контроля и уменьшает размеры выявляемых дефектов. Для возможности анализа магнитных полей в области контроля, как над поверхностью контролируемой детали, так и под нею, разработаны математические модели поля. Основой построения моделей электромагнитного поля является метод граничных интегральных уравнений для простого слоя магнитных зарядов и для слоя поверхностных токов. Разработаны алгоритмы численного решения интегральных уравнений при их редуцировании к системе линейных алгебраических уравнений. Результатом теоретических исследований является программный комплекс расчета электромагнитного поля дефектов конечных геометрических размеров. Произведена проверка адекватности математической модели электромагнитного поля путем сравнения результатов расчета поля дефектов с результатами, полученными другими известными методами. Локальное намагничивание детали производится приставными П-образными электромагнитами, которые при питании обмоток постоянным током доводят намагничиваемый участок до состояния близкого к насыщению. Для возможности анализа магнитного поля в нелинейной среде разработана математическая модель поля на основе уравнения Фредгольма первого и второго рода, которая при кусочно-постоянной аппроксимации функции намагниченности по объему намагничиваемого тела аппроксимируется системой алгебраических уравнений. Разработано несколько алгоритмов итерационного способа решения этой системы, обсуждены их достоинства и недостатки. Для регистрации электромагнитных полей дефектов используются феррозонды со стержневым сердечником и ферромодуляционные головки. Расчетным путем найден частотный диапазон феррозондов, измеряющих синусоидальное электромагнитное поле дефектов. Расчет частотного диапазона основан на численном решении системы нелинейных дифференциальных уравнений электрического состояния входной и выходной цепи феррозонда. При моделировании процесса образования выходного сигнала феррозонда применена арктангенсная аппроксимация петли гистерезиса его сердечника. На основе расчета получены частотные дискретные спектры выходных сигналов феррозонда. Теоретические исследования проведены для определения функции преобразования магниточувствительной головки. Результаты численных расчетов функции преобразования магнитомодуляционных головок позволили определить достоинства и недостатки этого вида магнитомодуляционного преобразователя. На основе проведенных исследований разработана система непрерывного контроля сварного шва труб большого диаметра. Система базируется на универсальном магнитоизмерительном канале, который позволяет с одного феррозонда одновременно получать информацию о постоянной и переменной составляющей измеряемого электромагнитного поля. Феррозонды работают в градиентометрическом режиме. Благодаря одновременному измерению феррозондом постоянной и переменной составляющей электромагнитного поля, удается скомпенсировать влияние шероховатости поверхности шва на результат контроля, который ведется по постоянному магнитному полю. Результаты работы внедрены и используются ООО «Крестил-Украина» (г. Киев) в виде электромагнитного дефектоскопа для непрерывного контроля сварных труб.
The combined method for controlling the defects of bulky ferromagnetic articles in the attached magnetic and electromagnetic fields with fixing the defects by ferroprobes and magnetic-modulation measuring transducer has been offered and scientifically grounded, П-figurative electromagnets have been represented in the form of the generator of the fields of local magnetizing. Magnetic-sensitive elements such as ferroprobes, magnetic-modulation heads are placed between the poles of generator. The analysis of magnetic and electromagnetic fields in the area of control by means of the adapted mathematical models of the field based on superficial and spatial integral equations by Fredgolm of the first and second type has been carried out. The algorithm of numerical decision of equations has been offered, the complex of the programs for the analysis of fields has been developed. The transfer functions of ferroprobes with pivotal cores measuring the electromagnetic sinusoidal field has been investigated. As a result frequency characteristics of ferroprobes has been determined. On the basis of the conducted researches a continuous non-destructive control system of a shop welded has been developed. The microprocessor system for controlling and outputs signal processing of measuring transducers has been created.

Метою доповіді є аналіз проблем електромагнітної сумісності групи бездротових локальних мереж у межах одного будинку та методика оцінки електромагнітної обстановки, що дозволить оптимізувати прийняття рішень на інженерному рівні при реорганізації старих або додаванні нової мережі.