Автореферат (Радиосистемы и устройства связи с малыми искажениями для загородных и горных трасс), страница 2

Интеллектуальной антенны и АФАР находят пользователя, отслеживают его перемещение и обеспечивают его оптимальным уровнем радиосигнала, пока он находится в зоне действия данной станции или ретранслятора.Поэтому своевременный учет тонкостей распространения электромагнитныхколебаний при выборе местоположения ретранслятора, является важной теоретической и практической задачей.Эти вопросы тесно и органично связаны между собой, упираются в решение поставленных проблем и представляют собой комплексную задачу. Поэтому тема диссертации, посвященная вопросам построения высокоэффективныхмногоканальных радиосистем связи с малыми нелинейными искажениями и соспециализированными антеннами для загородных и горных трасс, является актуальной.Диссертация посвящена разработке радиосистем и устройств связи сосложными и управляемыми характеристиками направленности ИА и АФАР, атакже развитию и усовершенствованию методики проектирования и оптимиза5ции параметров таких антенных систем на основе применения электродинамического анализа распространения радиоволн в сочетании с экспериментами.Целью работы и задачами диссертационного исследования являетсяразработка оптимальных моделей специализированных антенных устройств дляповышения эффективности и устройств связи и передачи информации с малыминелинейными искажениями при распространении электромагнитных волн насложных по рельефу загородных трассах в горном ландшафте.Для достижения этой цели в диссертации:• проведен анализ влияния формы поверхности многослойной структурыподстилающей трассы со статистически неровными границами на процесс формирования отраженного электромагнитного поля;• исследованы условия распространения метровых и дециметровых радиоволн на трассах в загородной и горной местности;• проведена сравнительная оценка расчетных и экспериментальных данныхдля сложных по рельефу загородных и горных радиотрасс в метровом диапазоне,подтвердившая применимость предложенных моделей и методов расчета электромагнитного поля;• разработаны модели специализированных антенных устройств для повышения эффективности радиотехнических систем связи с малыми нелинейнымиискажениями для загородных и горных трасс.Областями исследований диссертации являются:• моделирование распространения электромагнитных волн на различныхтрассах в природных средах и влияние условий распространения и вида подстилающей поверхности на характеристики антенн;• решение внешних дифракционных задач электродинамики для анализа исинтеза высокоэффективных антенн и возможных путей их моделирования и построения;• исследование характеристик антенн для их модернизации, что позволяетсоздавать высокоэффективную технологию передачи данных на загородныхтрассах и в условиях горного ландшафта;• изыскание рациональных путей построения, исследование и разработка новых антенных систем с существенно улучшенными параметрами для применения на загородных трассах в горном ландшафте;• принцип интегрирования МУМС в модули передающих ИА и АФАР радиосистем связи с малыми нелинейными искажениями.Методы исследования.

В диссертации использовались аналитический аппарат электродинамики и распространения радиоволн, метод математического моделирования излучающих систем, численные методы решения интегральныхуравнений, численные и аналитические методы проектирования специализированных антенных устройств и радиотехнических систем связи с малыми нелинейными искажениями.6Кроме того применялся спектральный анализ групповых усиленных сигналови методы аппроксимации нелинейных характеристик усилителей мощности цилиндрическими функциями.Научная новизна. Научная новизна заключается в следующем:1.

Исследовано и проведено моделирование процесса распространения электромагнитных волн на различных сложных по рельефу трассах в природных средах и их влияние на характеристики антенн.2. Проведен численный анализ структуры электромагнитного поля вблизиместа размещения антенной системы для сложных по рельефу загородных и горных трасс.3. Созданы новые методы моделирования диаграмм направленности АФАР синтегрированными МУМС; разработаны модели специализированных антенныхустройств для повышения эффективности радиотехнических систем связи длязагородных и горных трасс.4. Разработаны и испытаны линеаризированные усилительные тракты с малыми нелинейными искажениями, интегрированные в интеллектуальные антенны и АФАР радиосистем и устройств связи.Практическая ценность.

Результаты работы в виде предложенных методов, моделей и технических решений позволяют создать новые антенные системыс существенно улучшенными параметрами для применения на загородных трассахи в горном ландшафте. Предложенные методы, модели и технические решенияпозволяют учесть распространение радиоволн уже на этапе проектирования радиосистем и устройств связи, что обеспечивает заданную зону покрытия с болеекачественным обслуживанием и с меньшими энергетическими затратами.Основные положения, выносимые на защиту1. Новые методы исследования и моделирования распространения радиоволнна сложных по рельефу трассах в природных средах и их влияние на характеристики антенных устройств радиотехнических систем связи.2. Результаты численного анализа структуры электромагнитного поля вблизиместа размещения антенных устройств радиотехнических систем связи длясложных по рельефу загородных и горных трасс.3.

Новые методы моделирования диаграмм направленности АФАР и ИА синтегрированными МУМС.4. Линеаризированные усилительные тракты с малыми нелинейными искажениями, интегрированные в интеллектуальные антенны и АФАР радиосистем иустройств связи.Внедрение результатов работыОтдельные результаты диссертации применены в институте общей физикиим. А.М. Прохорова Российской академии наук.Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре телекоммуникационных систем МИРЭА.7Материалы предназначены для студентов, обучающихся по направлениюподготовки «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и используются в курсовом проектировании по дисциплинам «Общая теория связи» и«Антенны и устройства СВЧ».Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались наследующих научно-технических конференциях:• X, XI и XII Международные научно-практические конференции «Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий» (ИНФО).

–Сочи, 1-10 октября 2013, 2014, 2015.•МатериалыМеждународнойнаучно-техническойконференции«INTERMATIC». – МИРЭА, Москва, 1 – 5 декабря 2014.• II Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационныхсистем» «Радиоинфоком-2015». – МИРЭА, Москва, 14-18 апреля 2015.Достоверность результатов диссертации.

Достоверность результатовподтверждается соответствием теоретических и экспериментальных характеристик исследуемых устройств.При проведении диссертационных исследований использованы известныеи проверенные математические методы; совпадением результатов с данными,полученными другими авторами, а также актами об использовании результатовдиссертации.Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 5 работах, три из которых опубликованы в журналах, входящих в утверждённый ВАКперечень ведущих рецензируемых научных изданий, в которых должны бытьопубликованы результаты кандидатских диссертаций. Ещё две статьи в сборниках научных трудов.Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников информации, включающего 134 наименования и приложения; содержит 167 страницы текста, 65рисунков и 3 таблицы.Личный вклад. Все результаты и положения, составляющие основное содержание диссертации, разработаны и получены лично автором или при его непосредственном участии.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении дана общая характеристика решаемой проблемы, обоснованаактуальность темы, определены цели, задачи и методы исследования, отмеченынаучная новизна и практическая ценность работы, сформулированы положения,выносимые на защиту, приведены сведения по апробации, внедрении результатов,публикациях, структуре и объему диссертации.8Первая глава содержит анализ литературы за последние годы, сведенияобо особенностях применения, задачах и методах улучшения параметров и характеристик радиосистем и устройств связи с малыми нелинейными искажениями используемых на сложных по структуре загородных трассах и в горнойместности.Для этого, прежде всего широко исследованы и смоделированы условияраспространения электромагнитных волн радиосистем связи на загородных игорных трассах с различным ландшафтом.