CC BY
70
При достаточно длительном нагреве оптимальный момент регистрации может наступить в ходе нагрева, что используется в методе «ИК радиометрии с временным разрешением» (Temperature-Resolved Infrared Radiometry, TRIR).
На первый взгляд парадоксально выглядит метод «раннего обнаружения сигнала» (early detection), согласно которому температурный сигнал регистрируют на ранних стадиях теплового процесса, т.е. при m т <т .
Рисунок 2
Последовательность действий при подготовке отчетов
Очевидно, что при этом отношение сигнал/шум невелико и, следовательно, возможно обнаружить только относительно большие дефекты. Тем не менее, преимуществом метода раннего обнаружения
является низкий уровень диффузии тепла в поперечных направлениях, в результате чего обеспечивается весьма высокое качество воспроизведения границ скрытых дефектов, близкое к тому, что имеет место в ультразвуковом НРК.
Иногда используют усреднение N термограмм в течение отрезка времени, центрированного относительно m т , в результате чего случайные шумы снижаются в N раз (averaging technique). В последние годы обработку сигналов в амплитудной области (amplitude domain) замещают или дополняют обработкой во временной (фазовой) области (time domain, phase domain), чем обеспечивают большие значения отношения сигнал/шум.
Разновидностями такого подхода являются метод динамической тепловой томографии (dynamic thermal tomography), основанный на использовании двух специфических параметров (ñTm и m т ) , а также методы импульсной фазовой термографии (pulse phase thermography) с использованием преобразования Фурье (Fourier transformation) или вейвлет-функций (wavelet functions).
ИК-обследование обычно выполняется согласно типовой последовательности операций. В этом разделе описан пример типовой последовательности операций при ИК-обследовании объектов (рис.2).
1. Получение ИК-изображений и/или цифровых фотоснимков объектов с помощью камеры.
2. Подключение камеры к компьютеру с помощью кабеля USB.
3. Импорт изображений из камеры в программное обеспечение FLIR Tools.
4. Для создание отчета нужно выполнитьодно из следующих действий:
• Создание листа с изображением в формате PDF при помощи FLIR Tools.
• Создайте отчет в формате PDF при помощи FLIR Tools.
• Создание нерадиометрического отчета Microsoft Word в формате FLIR Tools+.
• Создание радиометрического отчета Microsoft Word в формате FLIR Tools+.
5. Отправка отчета получателю в электронном или бумажном виде.
и диагностирование гражданской
ЛИТЕРАТУРА
1. Ямпольский В.И., Белоконь Н.И., Пилипосян Б.Н. Контроль авиационной техники. - М.: Транспорт, 1990.
2. Пивоваров В.А. Прогрессивные методы технической диагностики. М.: РИО МГТУГА, 1999.
3. Сироткин Н.Н., Коровкин Ю. М. Техническая диагностика авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1979.
4. Методы измерений и приборы О. М. Епанчинцева, 2009 г.
5. Тепловизионная диагностика электрооборудования. [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://teplo-kontrol.ru/teplovizionnaya_diagnostika_elektro (дата обращения: 18.05.2014).
6. Технические требования к тепловизорам для диагностики электрооборудования. [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://teplovizo.ru/tehnicheskie-trebovaniya-k-teplovizoram.htm (дата обращения: 18.05.2014).
7. Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. - М.: ИД Спектр, 2009.- 544 с:
ил.
8. Куатов Б.Ж. Повышение надежности авиационной техники в процессе эксплуатации / Б. Ж. Куатов, А.З. Байсанов, Р. Р. Надрышин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2016. -№ 2 - С.250-253.
УДК 618.1
Васильев А.С., Коршунов Д.В., Лапшин Э.В.
ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный университет», Пенза, Россия
РАЗВИТИЕ РАДИОСВЯЗИ В ОВЧ И ВЧ ДИАПАЗОНАХ
Радиосвязь, электросвязь посредством радиоволн. Для осуществления Радиосвязи в пункте, из которого ведётся передача сообщений (радиопередача), размещают радиопередающее устройство, содержащее радиопередатчик и передающую антенну, а в пункте, в котором ведётся приём сообщений (радиоприём), - радиоприёмное устройство, содержащее приёмную антенну и радиоприёмник. Генерируемые в передатчике гармонические колебания с несущей частотой, принадлежащей какому-либо диапазону радиочастот (см. Радиоволны), подверга-
ются модуляции в соответствии с передаваемым сообщением (см. Модуляция колебаний). Модулированные радиочастотные колебания представляют собой радиосигнал. От передатчика радиосигнал поступает в передающую антенну, посредством которой в окружающем антенну пространстве возбуждаются соответственно модулированные электромагнитные волны. Распространяясь, радиоволны достигают приёмной антенны и возбуждают в ней электрические колебания, которые поступают далее в радиоприёмник. Принятый т. о. радиосигнал очень слаб, т.к. в приёмную антенну попадает лишь ничтожная
часть излученной энергии (см. Распространение радиоволн). Поэтому радиосигнал в радиоприёмнике поступает в электронный усилитель, после чего он подвергается демодуляции, или детектированию; в результате выделяется сигнал, аналогичный сигналу, которым были модулированы колебания с несущей частотой в радиопередатчике. Далее этот сигнал (обычно дополнительно усиленный) преобразуется при помощи соответствующего воспроизводящего устройства в сообщение, адекватное исходному.
В месте приёма на радиосигнал могут накладываться электромагнитные колебания от посторонних источников радиоизлучений, способные помешать правильному воспроизведению сообщения и называемые поэтому помехами радиоприёму. Неблагоприятное влияние на качество радиосвязи могут оказывать также изменение во времени затухания радиоволн на пути распространения от передающей антенны к приёмной (см. Замирания) и распространение радиоволн одновременно по двум или нескольким траекториям различной протяжённости; в последнем случае электромагнитное поле в месте приёма представляет собой сумму взаимно смещенных во времени радиоволн, интерференция которых также вызывает искажения радиосигнала. Поэтому и эти явления относят к категории помех радиоприёму. Их влияние на приём радиосигналов особенно велико при связи на больших расстояниях. Широкое распространение радиосвязи и использование радиоволн в радиолокации, радионавигации и др. областях техники потребовали обеспечения одновременного функционирования без недопустимых взаимных помех различных систем и средств, использующих радиоволны, - обеспечения их электромагнитной совместимости.
Распространение радиоволн в открытом пространстве делает возможным в принципе приём радиосигналов, передаваемых по линиям радиосвязи, лицами, для которых они не предназначены (радиоперехват, радиоподслушивание); в этом - недостаток радиосвязи по сравнению с электросвязью по кабелям, радиоволноводам и др. закрытым линиям. Тайна телефонных переговоров и телеграфных сообщений, предусматриваемая уставом связи СССР, соответствующими правилами др. стран и международными соглашениями, обеспечивается в необходимых случаях применением автоматических средств засекречивания радиосигналов (кодирование и
др.).
Попытки осуществить радиосвязь предпринимал ещё Т. А. Эдисон в 80-е гг. 19 в. (им получен соответствующий патент), до открытия в 1888 г. электромагнитных волн Г. Герцем, хотя работы Эдисона не имели практического успеха, они способствовали появлению др. работ, направленных на реализацию идеи беспроводной связи. Герцем был создан искровой излучатель электромагнитных волн, который (с последующими различными усовершенствованиями) в течение нескольких десятилетий оставался наиболее распространённым в радиосвязи видом радиопередатчика. Возможность и основные принципы радиосвязи были подробно описаны У. Круксом в 1892 г., но в то время ещё не предвиделось скорой реализации этих принципов. Развитие радиосвязи началось после того, как в 1895 г. А. С. Поповым, а годом позже Г. Маркони были созданы чувствительные приёмники, вполне пригодные для осуществления сигнализации без проводов, т. е. для радиосвязи. Первая публичная демонстрация Поповым работы созданной им радиоаппаратуры и беспроводной передачи сигналов с её помощью состоялась 7 мая 1895 г., что даёт основание считать эту дату фактическим днём появления Радиосвязи.
Радиоприёмник Попова не только оказался пригодным для радиосвязи, но и (с некоторыми дополнительными узлами) был впервые успешно применен им в том же 1895 г. для автоматической записи грозовых разрядов, чем было положено начало радиометеорологии. В странах Западной Европы и США была развёрнута активная деятельность по использованию радиосвязи в коммерческих целях. Маркони
в 18 97 г. зарегистрировал в Англии Компанию беспроводного телеграфирования и сигнализации, в 1899 г. основал Американскую компанию беспроводной и телеграфной связи, а в 1900 г. - Международную компанию морской связи. В декабре 1901 г. им была осуществлена радиотелеграфная передача через Атлантический океан. В 1902 г. в Германии производство оборудования для радиосвязи организовал А. Слаби (совместно с Г. Арко), а также К. Ф. Браун. Очевидное огромное значение радиосвязи для военных флотов и для морского транспорта, а также гуманистическая роль радиосвязи (при спасании людей с кораблей, потерпевших крушение) стимулировали развитие её во всём мире. На 1-й Международной административной конференции в Берлине в 1906 г. с участием представителей 2 9 стран были приняты регламент радиосвязи и международная конвенция, вступившая в силу с 1 июля 1908 г. В регламенте было зафиксировано распределение радиочастот между разными службами радиосвязи (см. ниже). Было основано Бюро регистрации радиостанций и установлен международный сигнал бедствия SOS. На международной конференции в Лондоне в 1912 г. было несколько изменено распределение частот, уточнён регламент и учреждены новые службы: радиомаячная, передачи сводок погоды и передачи сигналов точного времени. По решению радиоконференции 1927 г. было запрещено применение искровых радиопередатчиков, создававших излучение в широком спектре частот и препятствовавших тем самым эффективному использованию радиочастот; искровые передатчики были оставлены только для передачи сигналов бедствия, поскольку широкий спектр излучения радиоволн увеличивает вероятность их приёма. С 1915 до 50-х гг. аппаратура для радиосвязи развивалась главным образом на основе электронных ламп; затем были внедрены транзисторы и др. полупроводниковые приборы.
До 1920 г. в радиосвязь применялись преимущественно волны длиной от сотен м до десятков км. В 1922 г. радиолюбителями было открыто свойство декаметровых (коротких) волн распространяться на любые расстояния благодаря преломлению в верхних слоях атмосферы и отражению от них. Вскоре такие волны стали основным средством осуществления дальней радиосвязи. Для приёма передаваемых т. о. сигналов, приходящих с больших расстояний, служат чувствительные приёмники и большие, сравнительно остронаправленные антенные сооружения, занимающие большую территорию, т. н. антенное поле (подобные же сооружения используются и для излучения декаметровых волн). Для ослабления радиопомех приёмное оборудование размещается в стороне от городов и вдали от радиопередатчиков, на специальных приёмных радиоцентрах. Радиопередающие устройства также группируются - на передающих радиоцентрах. Те и другие связаны с находящимся в городе центральным телеграфом, откуда поступают передаваемые и куда транслируются принимаемые сигналы.
В 30-е гг. были освоены метровые, а в 40-е -дециметровые и сантиметровые волны, распространяющиеся в основном прямолинейно, не огибая земной поверхности (т. е. в пределах прямой видимости), что ограничивает прямую связь на этих волнах расстоянием в 4 0-50 км. Поскольку ширина диапазонов частот, соответствующих этим длинам волн, - от 30 Мгц до 30 Ггц - в 1000 раз превышает ширину всех диапазонов частот ниже 3 0 Мгц (волны длиннее 10 м), то они позволяют передавать огромные потоки информации, осуществляя многоканальную связь. В то же время ограниченная дальность распространения и возможность получения острой направленности с антенной несложной конструкции позволяют использовать одни и те же длины волн во множестве пунктов без взаимных помех. Передача на значительные расстояния достигается применением многократной ретрансляции в линиях радиорелейной связи или с помощью спутников связи, находящихся на большой высоте (около 40 тыс. км) над Землёй (см. Космическая связь). Позволяя вести на больших расстояниях
одновременно десятки тысяч телефонных разговоров и передавать десятки телевизионных программ, радиорелейная и спутниковая связь по своим возможностям являются несравненно более эффективными, чем обычная дальняя радиосвязь на декаметровых волнах, значимость которой соответственно уменьшается (за ней, например, остаётся роль полезного резерва, а также роль средства связи на направлениях с малыми потоками информации).
При большой мощности радиопередатчика (десятки квт) радиосвязь на метровых волнах в узкой полосе частот (несколько кгц) возможна на расстояниях ~ 1000 км за счёт рассеяния волн в ионосфере (см. Ионосфернаярадиосвязь). Пользуются также отражением радиоволн от ионизованных следов метеоров, сгорающих в верхних слоях атмосферы (см. Метеорная радиосвязь), но при этом передача информации идёт с перерывами, что не позволяет осуществлять телефонных переговоры.
Малая часть энергии излучения на дециметровых и сантиметровых волнах может также распространяться за пределы горизонта (на расстояния в сотни км) благодаря электрической неоднородности тропосферы. Это позволяет при сравнительно большой мощности передатчиков (порядка нескольких квт) строить линии радиорелейной связи с расстоянием между промежуточными станциями в 200-300 км и более (при сужении частотного спектра излучения, т. е. уменьшении объёма передаваемой информации, см. Тропосферная радиосвязь).
Линии радиосвязи используются для передачи телефонных сообщений, телеграмм, потоков цифровой информации и факсимиле, а также и для передачи телевизионных программ (обычно на метровых
и более коротких волнах). По назначению и дальности действия различают международные и внутрисоюзные общегосударственные линии радиосвязи. Внутрисоюзные линии делятся на магистральные (между столицей СССР и столицами союзных республик, краевыми и областными центрами, а также между последними) и зоновые (внутриобластные и внутрирайонные). Развитие линий радиосвязи планируется с учётом вхождения радиосвязи в Единую автоматизированную систему связи страны.
Организационно-технические мероприятия и средства для установления радиосвязи и обеспечения её систематического функционирования образуют службы радиосвязи, различаемые по назначению, дальности действия, структуре и др. признакам. В частности, существуют службы: наземной и космической радиосвязи (к космической радиосвязи относят все виды радиосвязи с использованием одного или нескольких спутников или иных космических объектов); фиксированной (между определёнными пунктами) и подвижной (между подвижной и стационарной радиостанциями или между подвижными радиостанциями); радиовещания и телевидения. Для производственных и специальных служебных надобностей имеются ведомственные службы радиосвязи в некоторых министерствах и организациях (например, в гражданской авиации, на ж.-д., морском и речном транспорте, в службах пожарной охраны, милиции, медицинской службе городов), а также внутрипроизводственная связь на промышленных и с.-х. предприятиях, в некоторых учреждениях и т.д. (см. также Радиостанция низовой связи). Большое значение имеет радиосвязь в вооружённых силах.
УДК 618.1
Коршунов Д.В., Васильев А.С., Лапшин Э.В.
ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный университет», Пенза, Россия
АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО РАДИОСВЯЗИ В КВ-ДИАПАЗОНЕ
Использование коротковолнового (КВ) диапазона радиосвязи для передачи сообщений играет важнейшую роль для обеспечения жизнедеятельности государства. В последние годы неоднократно высказывалось мнение о том, что высокоэффективные средства связи вытеснят КВ радиосвязь из общей системы связи. Однако ни в одной стране мира не ставится вопрос о ликвидации КВ радиосвязи. Коротковолновая система связи сохранила свое значение не только как основное средство для подвижных служб низовой связи, но и как важнейшее вспомогательное и резервное средство стационарной сети.
Современный этап развития КВ радиосвязи характеризуется существенной реконструкцией технических средств связи, полной ее автоматизацией с адаптацией к изменяющемся условиям распространения радиоволн и помеховым ситуациям, что вы-
зывает необходимость детального учета особенностей распространения радиоволн в нестационарной анизотропной среде.
Модель системы передачи дискретных сообщений (см. Рисунок 1) характеризует основные этапы преобразования сигнала, учитывает особенности распространения радиоволн и воздействие активных помех.
В рамках дрейфовой модели неоднородностей ионосферы известно, что скорость горизонтального дрейфа в слое Е2 составляет порядка У~100 м/с [1], что приводит к изменению доплеровского смещения частоты передаваемого сообщения и дальности скачка по Земле. Следует также учесть флуктуации показателя преломления в случае регулярной ионосферной рефракции. Ширина спектра допле-ровских частот излучаемого сигнала изменяется в несколько раз и достигает величины 0,2...0,5 Гц.
Источник информации
Радиопередающие устройства
Замирание
Движение отражающего слоя
Фокусировка
I
Источник
помех
Получатель Радиоприемные Приемная антенна
сообщений устройства
Рисунок 1 - Модель системы передачи дискретных сообщений.
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что изменение ширины спектра допле-ровских частот не приведет к искажениям межсимвольной информации и может быть использован для
диагностики среды распространения КВ радиоволн при передаче дискретных сообщений.
