Том 28, № 1 (2025)

Обоснование. Одной из актуальных задач обработки сверхширокополосных сигналов является оценка их частотных параметров в условиях сложной сигнально-помеховой обстановки. Цель. В работе выполняются синтез и анализ алгоритма совместной оценки центральной частоты и полосы частот сверхширокополосных сигналов, принимаемых на фоне гауссовских узкополосных помех и гауссовского белого шума. Методы. В ходе исследования используются вычислительный метод статистической радиофизики и метод математической статистики. Результаты. Найдена характеристика совместной оценки центральной частоты и полосы частот сверхширокополосных сигналов, включая значения смещений и рассеяний оценки. Установлено, что с увеличением интенсивности помех точность совместной оценки снижается. Заключение. Полученные результаты позволяют сделать обоснованный выбор необходимого алгоритма оценки частотных параметров сверхширокополосных сигналов в зависимости от требований, предъявляемых к точности оценок в условиях сложной сигнально-помеховой обстановки.

Обоснование. Антенные решетки широко используются в разнообразных современных радиотехнических системах беспроводной связи и радиолокации. Проявляющееся при практической реализации явление взаимного влияния антенных элементов может вносить заметные искажения в одну из важнейших характеристик антенной решетки – ее диаграмму направленности, к которой в отдельных задачах предъявляются весьма строгие требования. Ввиду этого ясной становится актуальность вопроса о методах, позволяющих добиться наиболее точного контроля диаграмм направленности. Цель. Исследование возможности компенсации взаимного влияния антенных элементов за счет корректировки весовых коэффициентов на входе антенной решетки, вывод расчетных соотношений для преобразования входных сигналов, оценка показателей эффективности уменьшения искажений характеристик направленности, обеспеченного применением предлагаемого подхода. Методы. Основные теоретические соотношения были выведены с помощью математического аппарата, позволяющего применять методы линейной алгебры к описанию взаимного влияния антенных элементов. Исследование рассмотренных в качестве примера антенных решеток на основе полуволновых диполей осуществлялось с использованием электродинамического моделирования. Получение количественных оценок эффектов взаимного влияния и их компенсации, а также верификация разработанной математической модели проводились численными методами. Результаты. На основе анализа матричных уравнений, описывающих взаимное влияние антенных элементов, установлена возможность выполнения преобразования входных сигналов, обеспечивающего восстановление характеристик диаграмм направленности в результате интерференции излученных электромагнитных волн. Выведены основные математические соотношения, необходимые для осуществления указанной процедуры, рассмотрены конкретные примеры и получены численные характеристики точности предложенного подхода. Заключение. Разработанная методика позволяет находить явный вид корректирующего линейного преобразования входных сигналов для произвольной антенной решетки. При этом использование рассчитанной таким образом матрицы корректировки предоставляет возможность не только существенного уменьшения вызванных взаимным влиянием антенных элементов искажений самих диаграмм направленности, но и компенсации нежелательных изменений такой характеристики, как направление главного луча антенной решетки.

Обоснование. Сверхвысокочастотные полосно-пропускающие фильтры находят широкое применение в различных радиотехнических устройствах. Особое место среди СВЧ полосно-пропускающих фильтров занимают фильтры, входящие в состав мультиплексоров, в частности диплексеров, используемых в системах сотовой связи. В системах мобильной связи широко задействованы конструкции фильтров и диплексеров на коаксиальных резонаторах. Фильтры на коаксиальных резонаторах имеют достаточно хорошо отработанную конструкцию и могут применяться для широкополосных систем. Цель. В настоящее время продолжается совершенствование конструкций фильтров и диплексеров на коаксиальных резонаторах с точки зрения совершенствования технологии изготовления и сборки. Методы. Метод эквивалентных схем, матрицы связи. Результаты. Рассмотрены принципы построения фильтров на связанных коаксиальных резонаторах. Проанализированы способы получения заданной формы амплитудно-частотной характеристики фильтра. Заключение. Рассмотрен метод для проектирования передаточных функций и синтеза прототипов фильтрующих цепей с чебышевскими характеристиками.

Обоснование. Статья посвящена разработке вычислительно эффективного численного решения задачи дифракции на бесконечно тонком идеально проводящем круглом диске. Основное внимание уделяется вопросу нахождения распределения поверхностной плотности тока с каждой стороны диска в отдельности, который остался нераскрытым в других известных исследованиях. Цель настоящей статьи состоит в устранении указанного недостатка путем формирования вычислительно эффективного алгоритмического решения, основанного на методе моментов и позволяющего численно задавать гладкую аппроксимацию поверхностной плотности тока на освещенной и теневой сторонах бесконечно тонкого идеально проводящего круглого диска. Методы. Решение формируется методом Галеркина при определении искомой аппроксимации поверхностной плотности тока на диске. Основу решения составляет формирование гладкой векторной функции, заданной суммой глобальных относительно диска безвихревых и вихревых базисных функций. Соответствующие базисные функции формируются из предложенных в статье модификаций функций Бесселя первого рода и многочленов Цернике. Результаты. Работоспособность предложенного решения проверена на тестовых примерах для диска при различных отношениях диаметра к длине волны. Сравнение произведено с решением аналогичной задачи в САПР Ansoft HFSS. Заключение. Полученные результаты позволяют сделать вывод о предпочтительности предложенного решения и являются основой для дальнейшего обобщения результатов на более сложные геометрические структуры при применении метода конформных отображений.

Обоснование. Основные свойства и характеристики сфокусированных антенных систем, использующих узкополосные сигналы известны и в целом совпадают со свойствами широкополосных дискретных антенн с симметричным спектром. Использование широкополосных сигналов позволяет расширить технические возможности устройств, использующих сфокусированные электромагнитные поля. Настоящая статья посвящена оценке свойств широкополосных сфокусированных полей, сформированных сигналами как со сплошным, так и с дискретным спектром, показана возможность создания специальных пространственных распределений сфокусированных полей. Предложен подход к синтезу широкополосных сфокусированных антенных решеток Выработан ряд технических приложений антенных решеток, сфокусированных в зоне ближнего излученного поля по широкополосному сигналу. Цель настоящей статьи заключается в описании основных свойств сфокусированных широкополосных электромагнитных полей, показании возможности формирования специальных сфокусированных пространственных распределений и выработке на их основе вариантов практического применения. Методы. Достижение цели статьи обусловлено использованием известных принципов электродинамики и апертурной теории антенн. Результаты. Показаны особенности формирования сфокусированных широкополосных электромагнитных полей, и приведены их основные свойства. Предложены варианты технического применения сфокусированных широкополосных антенных решеток. Заключение. Полученные результаты подтверждают важность оценки свойств широкополосных сфокусированных антенн и выработки на их основе ряда технических предложений.