Отзыв на автореферат 7 (Повышение помехоустойчивости радиосистем космической связи при воздействии радиоизлучения стационарных плазменных двигателей)

УТВЕРЖДАЮ И.о. директора Федерального государственного унитарного предприятия «Ростовский-на-Дону научно исследовательский институт радиосвязи» Федерального научнО- центра, на ВВтореферат диссертации йя Афйнйсьевичй «Повыщение помехоустойчивос~и радиосистем космической связи при воздействии радиоизлучения стационарных плазменных двигателей», представленной на соискание ученой степени доктора технических наук по специальностям: 05.12.04 — «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», 05,07.05 — «.Гепловые, электроракетные двигатели и знергоустановки летательных аппаратов» Электрические ракетные двигатели (ЭРД) являются одним из важнейших элементов при создании и эксплуатации космических комплексов„решающих задачи изучения космического пространства, и определяют научно-технический задел при создании перспективных космических комплексов, Однако при реализации проектов с использованием ЭРД необходимо учитывать, что они являются источниками электромагнитного излучения в ради одиапазоне, которое имеет шумоподОбный характер и недОстатОчно изученну>о спектрально-временную структуру и оказывает электродинамическое воздействие на бортовые радиосистемы космических аппаратов ~КА).

При определенных условиях это воздействие может существенно повлиять на энергетический потенциал и характеристики помехоустойчивости радиолиний, в особенности при проектировании систем радиосвязи с КА дальнего космоса. ' ,чащи~-й~~д.:,' л;,;; .23 О .:,ф,. Б связи с этим актуальным является решение научно-технической проблемы повышения помехоустойчивости радиосистем космической связи„ функционирующих в условиях воздействия радиоизлучения, возникающего при работе ЭРД, в частности таких Отработанных и распространенных на практике, как стационарные плазменные двигатели (СПД), на основе результатов экспериментального определения характеристик их излучения в наземных условиях.

Достоверность полученных в днееертанпп результатов обеспечивается: корректным использованием методов статистической теории радиотехники, *сории вероятнос*ей и математическоЙ статистики; строгим использованием математического аппарата для всех полученных научных результатов, соответствием в определенных случаях полученньгх результатоВ результатам друГих аВторов, ОпубликОВанным В отечественной и зарубежной литературе; выполненной масштабной экспериментальной проверкой предложенных математических моделеЙ, а Также установленным совпадением в частных случаях результатов имитационного моделирования на ЭВМ с известными аналитическими решениями; - использованием при проведении экспериментальных исследований измерительных средств и оборудования, прошедших своевременную поверку и метрОлоГическую аттестацию.

В рамках работы над диссертацией автором получены следующие новые научные результатьн — разработаны и апробированы принципы построени~ эксперимен~~льного стенда для исследования собственного радиоизлучения ЭРД В наземных УСЛОВИЯХ; — р~зраб~та~ комплекс ме*одов, математически~ мод~леЙ, аппаратнопрограммных и программно-алгоритмических средств, а также технических решений для экспериментально~о исследования характеристик радиоизлучения СПД в наземных условиях и анализа влияния этого излучения на помехоустойчйвосгь радйосйстем космйческой связи с КА, оснащеннымн ЭРД, позволяющий впервые получить количественные оценки помехоустойчивости в этих условиях и разработать методы ее повышения; экспериментально установлено„что радиоизлучение СПД, кроме тепловой компоненты, может иметь выраженную импульсную компоненту, представляющую собой случайную последовательность широкополосных радиоимпульсов; — экспериментально определена спектрально-временная структура и параметры йзлучеййя СПД В радйодйапазоне, йа ~~нове ~ро~~денн~~ экспериментальных исследований и их статистической обработки сформирована информационная база данных спектрально-временных характеристик радиоизлучения для различных типов СПД и их интегральных параметров; — разработайа й апробйровайа методйка обработкй результатов экспериментальных измерений для Определения характеристик структурных составляющих излучения СПД в радиодиапазоне, включающих тепловую и нетеплОВую компоненты излучения, и их кОличестВенных параметров; — исследовано влияние на характеристики излучения СПД его функциональных и конструктивных элементо℠— установлено, что электродинамнческие процессы в катоде-компенсаторе йа осйове поло~о Катода являются одноЙ йз прйчйн возййкновеййя нетеплового йзлучеййя СПД в радйодйапазоне; — разработаны й апробированы Обобшеййые математйческйе моделй йзлучеййя СПД в радйодйапазойе: йа осйове модйфйцйрованйоЙ Модели Фурутсу-Ишида и на основе моделей Холла и сптробнрованного гауссовского шума.

Для их реализации разработаны методы н алгоритм~ имитационного моделирования радиоизлучения СПД, позволяющие создавать программные и аппартные имитаторы радиоизлучения СПД„ которые могут быть использованы как для исследования помехоустойчивости радиосистем космической связи, так и при проведении наземных испытаний бортового оборудования КА; — проведено и апробировано обобщение модели Миддлтона класса А при совместном воздеЙствии белого гауссовского шума и случайных импульсных помех для асимптотического случая импульсной помехи с длительностью импульса мнОГО меньше длительности канальнОГО символа для анализа помехоустойчивости радиосистем космической связи 1РСКС) в условиях воздействия радиоизлучения СПД; — впервые для типовых методов фазовой и амплитудно-фазовой модуляции ФМн-2, ФМн-4, ФМн-8, ФМн-16, КАМ-16, КАМ-64, используемых РСКС, получены количественные оценки зависимости вероятности битовой ошибки и знергетического проигрыша радиосистем космической связи от отношения сигнал-шум, отношения сигнал-импульсная помеха и временных параметров импульсного излучения используемых и перспективных моделей СПД, — разработаны новые методы и алгоритмы их реализации для борьбы с ~~иянием им пуль~ной со~~авл~ющ~Й излучения СПД, осн~~~~ные на адаптивном выделении и квадратурной компенсации таких номе~.

По сравнению с типовым алгоритмом ШОУ (аширокая полоса — ограничитель— узкая полосе>), предложенные методы обеспечивают энергетический выигрыш от 1,5 до 5 ЛБ; — для Оптимизации работы квадратурного КОмпенсатора импульсных помех разработаны новые алгоритмы оценки текущего отношения сигналшум в условиях воздействия импульсных помех, которые являются работоспособными в широком диапазоне отношений сигнал-шум и си~налимпульсная помех, а при отношении сигнал-шум более 5 дБ обеспечивают точность оценки не хуже 10...20'.4.

Теоретическаи значимость полученных результатов: - разработка и апробация комплекса методов, математических моделей, аппаратно-программных, программно-алгоритмических средств и технических решений, позволяющих с использованием экспериментального стенда НИИ ПМЭ ИАИ, позволяющие в отличие от известных, проводить и~следования и измерения характеристик радиоизлучения ЭРД в наземных условиях и получать Оценки помехоустойчивости радиосистем космической связи и разрабатывать меры по ее повышению.„ впервые п~лу~~нные результаты исследований спектрально- временных характеристик радиоизлучения моделей ЭРД; - впервые исследованная структура излучения СПД во временной области„включающая тепловой шум и импульсные составляющие, в которой обе компоненты существенно зависят от режима работы СПД, а также статистические характеристики радиоизлучения СПД; - новые Методы, ачгорнтмы, а также р~~рабо~анны~ на их основе пути технической реализации для борьбы с импульсными помехами, возникающими при излучении ЭРД, позволяющие, в отличие От известных„ уменьшить вероятность битовой ошибки в 3,3...4,5 раза и повысить энергетический выигрьпп на 1„5...5 дБ; - новые методы и алгоритмы оценки текущего отношения сигнал/шум, позволяющие оптимизировать работу квадратурного компенсатора импульсных помех СПД.

Практическая значимость полученных результатов состоит, прежде всего, в том, что: — разработан и апробирован уникальный многофункциональный экспериментальный стенд НИИ ПМЭ МАИ для исследования собственного радиоизлучения ЭРД в наземных условиях; получены результаты экспериментальных исследований влияния длительности временной наработки на спектральные и временные характеристики излучения СПД; - исследовано взаимное влияние плазменных струй при одновременной работе нескольких СПД на изменение суммарной интенсивности излучения; разработан имитатор радиоизлучения СПД, алгоритм работы которого базируется на полученных в работе математических .и имитационных моделях радиоизлучения СЩ, позволяющий обеспечить проведение как комплексных наземных испытаний КА, так и исследовать влияние излучения на помехоустойчивость конкретных систем радиосвязи; впервые получены количественные оцен~и помехоустойчивости радиосистем космической связи в условиях воздействия радиоизлучения СПД, позволяющие принимать обоснованные технические решения прн проектировании и выборе параметров радиосистем космической связи, а также параметров модуляции сигналов", - реализованы аппаратно-программные и программно-алгоритмические комплексы, созданные на основе разработанных методов, математических моделей и алгоритмов, которые могут быть использованы при проектировании радиосистем космической связи и передачи данных.

функционирующих в условиях воздействия радиоизлучения ЭРД. 1. В ав*ореферате в я~ном анде не сформулирова~~ научна~ проблема„ решение которой рассматривается в данной диссертации. 2. В автореферате в явном виде не сформулирован показатель эффективности функционирования РСКС прн воздействии радиоизлучения СПД, Таким показателем может являться вероятность битовой ошибки.

скорость передачи информации и ряд аналогичных показателей. Это не позволяет, по крайне мере, в автореферате указать какой из показателей необходимо использовать для анализа помехоустойчивости РСКС. 3. В положениях, выдвигаемых для защиты, отмечается, что «при одновременной работе нескольких СПД увеличение суммарной интенсивности радиоизлучения происходит не пропорционально числу работающих двигателей, что связано с взаимным экранированием излучения плазменными струями и ослаблением сигналов в плазменной средев. Однако в и. 4 раздела «Теоретическая и практическая значимость» указывается, что одна из компонент временной структуры излучения СПД имеет выраженный импульсный характер.

Из материалов автореферата не понятно, как влияют параметры импульсов на характер ослабления радиоизлучения при одновременной работе нескольких СПД. 4. Приведенные на рисунке 16 (с, 22 автореферата~ зависимости энергетического проигрыша имеют немонотонный характер. Однако анализ такого поведения зависимостей в материалах автореферата отсутствует, ВЫВОД. 1.

Несмотря на указанные замечания, судя по автореферагу, диссертация выполнена на требуемом научном уровне и соответствует специальностям 05.12.04 — «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения»; 05.07.05 — «Тепловые, злектроракетные ДВига~е~~ и энергоустановки летательных аппаратов». Замечания, хотя и снижают в целом высокий уровень представленных материалов, не носят принципиальный характер и могут быть учтены автором при подготовке дОклада, представляемогО к защите.

2. Диссертация Повышение помехоустойчивости радиосистем космической связи при Воздействии ралиоизлучения стационарных плазменны~ двигателей» представляет собой научно-квалификационную рабОту, В которОЙ содержится решение актуальнОЙ научнОЙ проблемы, имеющей существенное значение для области радиотехники, а также теории и практики построения ЭРД. Основные положения н результаты достаточно полно опубликованы в 24 научных работах, в том числе в 22 статьях В рецензируемых изданиях, а также В материалах тридцати докладоВ, сделанных на международных и всероссийских конференциях, По материалам исследований получено 8 патентов и 2 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ. Высокий уровень диссертации.