Заключение организации (Методы и устройства снижения интермодуляционных искажений в системах спутниковой связи с зональным обслуживанием)

УТВЕРЖДА)О работе Про д.т.н;, проф. Соловьев И.В. . «~'4 б6 2015 г. ЗАКЛЮЧКНИК Федерального государственного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники» (МИРЭА) Днссергация Абоелазма Мохамеда Атта Абдельазиза «Методы и устройства снижения интермодуляционных искажений в системах спутниковой связи с зональным обслуживанием» выполнена на кафедре телекоммуникационных систем МИРЭА.

В период подготовки диссертации сопскатель Абоелазм М.А.А учится в очной аспирантуре МИРЗА по специальности 05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций. Удостоверение о сдаче кандидатских экзаменов выдано в 2015 г. в МИРЭА. Научный руководитель — д.т.н., профессор Нефедов Виктор Иванович работает в МИРЗА в должности заведующего кафедрой телекоммуникационных систем. По итогам обсуждения принято следующее заключение: АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Технологии современных цифровых систем спутниковой связи (ССС) с малонаселенными регионами находятся в непрерывном совершенствовании. Главное при разработке таких систем (это также касается и систем подвижной связи) — снижение их энергопотребления, Зто связано с тем, что практически все они имеют ограниченные энергетические ресурсы (солнечные батареи, аккумуляторы и т.д.), а это накладывает определенные ограничения на эффективность их работы.

Главным направлением в развитии персональных систем спутниковой связи, безусловно, будет применение многолучевых (многозонных) диаграмм направленности (ДН) антенн для покрытия различных по площади малонаселенных районов. При этом для создания многолучевых зон обслуживания будут использоваться в основном фазированные решетки.

Требования к системам спутниковой связи с болыпим числом излучателей, разделением каналов и гибким сканированием ДН по зонам обслуживания выдвигают задачи, легче решаемые в системах с активными фазированными антенными решетками, в которые интегрированы индивидуальные усилители мощности групповых сигналов УМГС (СВЧ-модули). Резкое увеличении числа спутниковых сетей связи ведет к постоянному усложненикэ сигнальной и помеховой обстановки на входах приемных устройств ССС, обострению проблемы повышения качества спугниковых систем связи.

В каналах современных систем спутниковой связи используются многочастотные (групповые) сигналы с различными видами цифровой модуляции. Групповой сигнал имеет сложную структуру, которая зависит от общего количества каналов, числа работающих из ннх в данный момент, затуханий абонентских линий„индивидуальных особенностей абонентов и т.д. Поэтому значения пик-фактора груп- нового сигнала зависят от числа подключаемых абонентов и непостоянны во врсмени, что во многом определяет качество функционирования УМГС.

Так, например, если пиковые значения огибающей сигнала выходят за пределы линейных участков передаточных характеристик (ПХ) УМГС, то прн усилении многочастотных сигналов, и их взаимодействии друг с другом возникают интермодуляционные искажения (ИМИ). Их появление нарушает работу передающих трактов. искажает диаграммы направленности излучения полезных сигналов и приводит к дополнительным расходам мощности. Поэтому рещение возникающих в многозонных системах спугннковой связи проблем связано с обеспечением линейности УМГС антенных решеток.

Важное значение имеет и анализ причин возникновения ИМИ и их влияние на характеристики в передающих сегментах ССС. Особый интерес представляет анализ комбинационного спектра и отдельно ИМИ, которые появляются в результате работы УМГС с несколькими несущими. Отмеченные проблемы тесно и органично связаны между собой, упираются в существенную нелинейность ПХ усилительных трактов н моделирование и исследования таких устройств и представляют собой комплексную задачу, Поэтому тема диссертации, посвященная вопросам разработки методов и устройств снижения интсрмодуляционных искажений в подвижных системах спутниковой связи с зональным обслуживанием, является актуальной. ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА.

Все результаты и положения, составляющие основное содержание диссертации, разработаны и получены лично автором или при его непосредствен- ном участии. НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ, Автором получены следующие новые научные результаты: 1. Предложен компьютерно-ориентированный метод анализа и расчета спектра выходного сигнала УМГС с аппроксимацией передаточных характеристик функциями Бесселя; метод обладает точностью 10,2...0,1) дБ.

2. Разработаны новые численно-аналитические методы моделирования многолучевых диаграмм направленности с нелинейными и линеаризированными УМГС; теоретические положения подтверждены экспериментальными исследованиями. 3. Впервые спроектирован программна-аппаратный корректор передагочных характеристик УМГС и многолучевых ДН„уменьшающий на 35...40 дБ ИМИ в передающих и излучающих модулях систем спутниковой связи; корректор позволяет на 10...15 ',4 повысить КПД УМГС и на 15...20 94 снизить энергопотребление; полоса пропускання системы увеличивается на 5 '.4. 4.

Рассчитан массив параметров и созданы модели главных и паразнтных лепестков спектральных и полярных диаграмм направленности при наличии ИМИ в системах спутниковой связи с зональным обслуживанием. Анализ показьгвает, что помехи можно рассчитать теоретически. контролировать и корректировать многолучевые ДН спугннковой системы связи. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Получены новые научные методы н результаты в области снижения ннтермодуляционных искажений в системах спутниковой связи с зональным обслуживанием. Эффективность предложенных методов построения устройств линеаризации заключается в том, что они позволяют создать комплексные СВЧ-модули с активными антенными решетками для многолучевых спутниковых систем связи с многозональным обслуживанием.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Разработан программно-аппаратный корректор передаточных характеристик УМГС н много- лучевых ДН. Корректор позволяет на 35...40 дБ снизить уровень ИМИ передающих трактов систем спутниковой связи и скомпенсировать получаемые при усилении в УМГС паразитные излучения. Значит, с уменьшением ИМИ будет снижаться потребляемая мощность передатчика и, следовательно, энергетическое потребление спупшков и их массогабарнтные показатели. ОБОСНОВАННОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ и практических результатов подтверждена компьютерным моделированием и экспериментальными исследованиями УМГС и ДН многолучевых решеток ССС; точностью расчетов, выполненных численно-аналитическим методом УМГС с аппроксимацией ПХ по массивам экспериментальных данных; совпадением результатов с данными, полученными другими авторами, а также актами об использовании результатов диссертации, АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следуюппгх конференциях: 1. Абоелазм М.А.. Ветрова В.В., Нефедов В.И., Муад Х.М., Пивоваров Ю.С. Групповые сигналы в радиосистемах различного назначения. // Сб, научных трудов Х1 МНПК«ИНФО-2014», 1- 10.11. 2014 г., г. Сочи. С. 196-200. 2. Абоелазм М.А,, Халимов С.С., Муад Х.М., Савченко А.С., Самарин Д.В. Исследование нелинейных устройств. ИНФО-2014», 1-10 октября 2014 г,, г. Сочи, С.

234-236. 3. Абоелазм М.А., Муад Х.М., Нефедов В.И., Шпак А.В„Дементьев А.Н. Нелинейные искажения в системах связи с многолучевымн активными антенными решетками, // Сб. научных трудов В-ой НМПК «Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и ннфокоммуникационных систем «Радноинфоком-2015», 14-18 апреля 2015 г., МИРЭА, г. Москва, С. 236-241. 4. Абоелазм М.А., Нефедов В.И., Муад Х.М„Крутов М.М., Копсяев Д,А. Многолучевые спутниковые антенны.

Материалы Международной научно-технической конференции «1Ь)ТЕКМАТ1С вЂ” ' 2014», 1 — 5 декабря 2014 г., МИРЭА. Москва. С. 205-210. 5, АЬое1алп М.А., Ь)енес!ок У.1. А Ргорозес! 1и!е8га1е<! Ми!!!Ьеапз Ас!!уе РЬазе!! Ап!еппа Аггау Тгапзп1!зз!оп Буз1е<п юг 1п~егГегепсе Сапсе11абоп !и За!е1рйе Соппппп!сапопв. // 1ЕСУ). 18ЗЬ) 2575- 7999, ч. 1, жЧжал № 1 (18) / 2015. 6. АЬое1алп М,А., НеГе<)оч У.1. )п!ег)егепсе Б!пс!у ш а Ргорозес! 1и!ебгагес! Мп!б-Ьеап1 Асбхе Р1зазес! Ап!еппа Аггау Тгапзппзв|оп Був!епз Гог Басе!!йе Соппппшсабопз, ТЬе Бемеп!Ь 1п!егпапопа! Соп!егепсе оп А<1«апсез !и Ба!еййе апс! Брасе Соппппшсайопз БРАСОММ 2015, Вагсе1опа, 19-24 Арп! 2015. ПОЛНОТА ИЗЛОЖЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДИССЕРТАЦИИ В ПУБЛИКАЦИЯХ: Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 14 рабо~ах; личный вклад автора составляет 3.25 п,л.

Работы, опубликованные автором в перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК: 1, Абоелазм М.А., Нефедов В.И„Крутов М.М., Пикуль А.И., Егорова Е.В., Муад Х.М. Искажение сигналов в многолучевых спутниковых антеннах // Антенны. - 2014.

- № 12 (211), С. 15-21. 2. Абоелазм М.А., Нефедов В.И., Решетняк С.А., Третьяков Г.Н. Исследование цифровой модели нелинейного активного фильтра первого порядка П Цифровая обработка сигналов. 2014. №4. С. 62-64. 3. Абоелазм М.А., Нефедов В.И. Многоканальные волоконно-оптические телекоммуникационные системы д Успехи современной радиоэлектроники. 2014. № 1.

С. 55-59. Монография. Абоелазм М.А., Лобанов Б.С.. Нефедов В.И.; под ред. В. И. Нефедова. Оптимизация параметров усилителей мощности д монография. -М.: Энергоатомиздат, 2013. - 239 с. Публикации полностью соответствуют теме диссертационного исследования и раскры- вают ее основные положения. Диссертационная работа Абоелазма Мохамеда Лтга Абдельазиза «Методы н устройства снижения интермодуляционных искажений в системах спутниковой связи с зональным обслуживанием» вЂ” законченная научно-квалификационная работа, соответствующая требованиям и. 9-11 «Положения о присуждении ученых степеней», паспорту научной специальности 05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций.

Диссертация Методы и устройства снижения интермодуляционных искажений в системах спутниковой связи с зональным обслуживанием» Абоелазма Мохамеда Аята Лбдельазиза рекомендуется к защите на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций. Заключение принято на заседании кафедры телекоммуникационных систем Московского государственного университета информационных технологий, радиотехники и злектроники.

Присутствовало на заседании 16 чел. Результаты голосования: «з໠— 16 чел., «против»вЂ” 0 чел., «воздержалось» — 0 чел., протокол № 9-15 от 10 июня 2015 г. Макеенкова Н.С. Ученый секретарь каф. Телекоммуникационных систем МИРЭА Трефилов Н.А., к.т.н„проф., зам. зав. каф. телекоммуникационных систем МИРЭА. .