Radiotehnika i èlektronika

На основе объемных сингулярных интегральных уравнений исследованы задачи рассеяния электромагнитных волн на анизотропных диэлектрических структурах. Приведены теоремы существования и единственности решений для широкого класса сред, в том числе для сред без потерь. Описан эффективный метод решения интегральных уравнений на основе метода коллокации и алгоритмов быстрого дискретного преобразования Фурье.

Построено семейство точных решений двумерного уравнения Гельмгольца, удобных для описания поля в переходных зонах, возникающих при дифракции Френеля. В качестве примеров рассмотрены, помимо дифракции на клине, высокочастотные асимптотики поля в задачах дифракции на контурах с негладкой кривизной.

Решена проблема существенного расширения полосы частот трансионосферного радиоканала до предельно возможных значений для повышения эффективности систем спутниковой связи. Создан комплекс средств и математическое обеспечение для преодоления дисперсии групповой задержки на основе применения методов интеллектуального анализа данных экспериментальной диагностики трансионосферной линии связи. Развиты алгоритмы и средства интеллектуальной сенсорной диагностики широкополосных радиоканалов с режимами адаптации к изменчивости дисперсии. Установлено, что без адаптации удается создать радиоканалы неискаженной передачи с коэффициентом широкополосности не более 4.5%, при этом адаптация к изменчивости дисперсии позволяет увеличить широкополосность до 11.5%. Найдено, что наибольшей широкополосности (20…25%) для неискаженной дисперсией передачи можно добиться, применяя адаптивную инверсную фильтрацию частотной характеристики канала в совокупности с такими интеллектуальными методами как: эквализация с ошибкой, машинное обучения эквалайзера канала и обработка больших данных.

Рассмотрена модель радиолинии с туманом, применяемая для представления искажений комплексных огибающих цифровых сигналов за счет поглощающих и дисперсионных свойств среды распространения. Показано, что при увеличении частотной полосы цифровых сигналов и при увеличении их порядка манипуляции (при использовании частотно-эффективных сигналов) влияние данных искажений приводит к энергетическим потерям по отношению к распространению в свободном пространстве. Произведено количественное оценивание энергетических потерь для используемых в приложениях цифровых сигналов с многопозиционной фазовой, квадратурно-амплитудной и амплитудно-фазовой манипуляциями и для радиолинии с туманом с вариацией ее параметров. Показано, что для сигналов с многопозиционной фазовой и с амплитудно-фазовой манипуляциями (коэффициент частотной эффективности сигналов 4 бит/с/Гц) энергетические потери достигают 3.5 и 1.0 дБ соответственно.

Разработан специальный аналитический метод описания процессов распространения высокочастотных электромагнитных волн, излучаемых точечным вертикальным диполем с поверхности идеально проводящей Земли, в регулярной сферически-слоистой фоновой ионосфере. В качестве базового получено представление волнового поля в виде интеграла по совокупности волновых компонент, каждая их которых связана с определенной лучевой траекторией. Такой подход позволяет аналитически учесть влияние среднемасштабных трехмерных включений в фоновую ионосферу как дополнительный набег фазы волновой компоненты с учетом искажения ее лучевой траектории и численно рассчитать эффект фокусировки волнового поля.

Показаны основные направления совершенствования радиометрических СВЧ-систем для решения задач сверхкраткосрочного прогнозирования развития неблагоприятных и опасных атмосферных метеоявлений, состоящие в решении задач компенсации влияния фоновых шумов, цифровой обработке выходных сигналов, включения в состав системы радиофотонных трактов и нейронной сети. Приведены результаты корреляционной обработки данных дистанционного зондирования приземного слоя неоднородной атмосферы в трех частотных диапазонах.