Радиоэлектронные системы

Проекты студентов:

Реализованные проекты:

Моделирование и анализ свойств антенны-аппликатора для исследования излучения головного мозга в микроволновом диапазоне

В данной работе разработана и исследована антенна-аппликатор, применяемая для измерения величины собственного излучения головного мозга в диапазоне частот 3 – 5 ГГц. Головной мозг является очень сложной структурой, в которой происходят множество процессов различный природы, в том числе процессы передачи коротких электрических импульсов. Как известно, короткие импульсы обладают широким спектром и могут являться источниками возбуждения мелких резонансных структур, которые в свою очередь могут излучать сигнал на высоких частотах. Кроме этого, головной мозг, как и любое тело имеющее температуру излучает электромагнитную энергию. Для оценки эффективности работы антенны-аппликатора необходимо оценить какое количество энергии данная антенна способна принимать из различных областей головы. На основе принципа взаимности электродинамики для определения глубины зондирования антенны в режиме приема определено распределение создаваемого поля в пространстве вокруг антенны в режиме передачи. Учтены электрофизические параметры слоев тканей головы. Для решения задачи использован аппарат тензорных функций Грина слоистых сред и численное моделирование. Разработана конструкция печатной антенны с согласующим слоем. Определены импеданстные свойства антенны и рассчитана поглощаемая в разных слоях мощность. Антенна имеет диаметр 15 мм и экранирована от внешнего воздействия, согласована по уровню не хуже минус 10 дБ в рабочей полосе частот. По результатам работы опубликована статья в журнале Radio Engineering Journal и сделаны доклады на международных конференциях USBEREIT2020 и TELFOR2019.

Измерение электродинамических параметров диэлектрических материалов

Каждый материал обладает набором электродинамических свойств и параметров, которые хаарктеризуют его поведение в переменных электрических и магнитных полях. Данные параметры являются одними из основных звеньев, связывающих размеры высокочастотных частей разрабатываемого устройства и используемый частотный диапазон. Точные измерения этих параметров позволит ученым и инженерам сократить сроки разработки и изготовления опытных образцов перспективных изделий. Так как знание точных значений электродинамических параметров используемых материалов позволит уменьшить число корректировок размеров высокочастотных элементов разрабатываемого устройства. В случае рассмотрения диэлектриков, их электродинамические параметры могут дать информацию о таких важных параметрах, учитывающихся при разработке, как потери в диэлектрике, импеданс подложки, частотные свойства элементов.  

Разработка приемника-декодера сигналов стандарта ADS-B

ADS-B (Automatic dependent surveillance-broadcast) – технология, которая открывает новые аэронавигационные возможности, позволяя пилотам воздушных судов и диспетчерам отслеживать воздушный трафик и получать актуальную аэронавигационную информацию. Рзработка устройств в данном случае подразумевает под собой выбор схемотехнического решения проблемы, элементной базы, моделирование разрабатываемого устройства, а так же производство прототипа и экспериментальное измерение его параметров.

Все проекты

Проекты, реализованные с работодателем:

Разработка рекомендаций по проектированию антенной системы для аэрологических исследований атмосферы

Получение данных о движении воздушных масс – очень важная задача для различных целей: от предсказания погодных условий до мониторинга воздушной обстановки в местах полета авиационной и космической техники. Одним из дистанционных методов измерения скорости ветра является зондирование атмосферы с помощью радиоволн. Данный способ позволяет достаточно быстро получать информацию о направлении движения воздушных масс для довольно широкого диапазона высот. Этот метод имеет несравнимые преимущества по сравнению с другими способами измерения ветра: гораздо меньшие ограничения на временное и пространственное разрешение данных. Однако, присутствуют свои нюансы, которые требуют решения: слабый уровень отраженного сигнала и малая разрешающая способность на низких частотах. В то же время, с ростом частоты увеличивается затухание радиоволн в атмосфере. В настоящей работе стояла задача нахождения компромисса между всеми вышеперечисленными техническими аспектами и проектирования антенной решетки для системы, работающей на частоте 435 МГц. В настоящее время в Российской Федерации не существует аналогов, работающих в таком диапазоне. Были сравнены различные способы установки излучателей в антенную решетку (прямоугольная и гексагональная сетки). Выбор был сделан в пользу гексагональной сетки за счет лучших параметров. Было рассмотрено объединение излучателей в подрешетки из 4 и 7 излучателей для сокращения числа передатчиков и фазовращателей. Особое значение при проектировании уделялось минимизации уровня излучения в плоскости антенной решетки, а также при углах места до 20 градусов от ее плоскости. Данная проблема особо остро стояла при экспериментальных испытаниях антенной решетки из 16 излучателей. В этом эксперименте отражения от местных объектов были главным мешающим фактором при обнаружении полезного сигнала. Полученные значения предельной дальности говорят о том, что диапазон высот до 20 километров (опорное значение при проектировании), покрывается с запасом.  По материалу шестого раздела был подготовлен ряд публикаций. Они содержат описание способа снижения управляющего тока фазовращателей и анализ его действия в различных ситуациях, поиск зависимостей и закономерностей, а также ряд сопутствующих исследований. Публикации были представлены на международных конференциях ICECOM 2019 23rd International Conference on Applied Electromagnetics and Communications и 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT).

Все проекты
Система Orphus