CC BY
1
Зуев Алексей Михайлович, старший преподователь, [email protected], Россия, Калуга, Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет),
Сахаров Владимир Валентинович, старший преподователь, sakharov@bmstu. ru, Россия, Калуга, Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
THEORETICAL STUDIES OF CALCULATING THE WEIGHT OF ARMOR MADE OF TITANIUM TUBES WITH A DIAMETER OF 12 AND 14 MM, FILLED WITH QUARTZ SAND
I.K. Ustinov, A.K. Gorbunov, N.A. Silaeva, A.M. Zuev, V. V. Sakharov
The article examined various options for armor protection designs made of titanium pipes filled with quartz sand. The main element of armor resistance in this design is quartz sand, and the main indicator of an armored structure is weight. The complex mechanism of destruction of the surface of an armored structure is analyzed using physical and mathematical calculations of the weight of the structure itself and the filler in the form of quartz sand [1-2].
Key words: armor protection, titanium pipes, armor weight, quartz sand.
Ustinov Igor Kirillovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Kaluga, Kaluga branch of Moscow State Technical University named after N.E. Bauman (national research university)
Gorbunov Alexander Konstantinovich, doctor of technical sciences, professor, Russia, Kaluga, Kaluga branch of Moscow State Technical University named after N.E. Bauman (national research university),
Silaeva Natalya Albertovna, senior lecturer, Russia, Kaluga, Kaluga branch of Moscow State Technical University named after N.E. Bauman (national research university),
Zuev Alexey Mikhailovich, senior lecturer, zuevam@bmstu. ru, Russia, Kaluga, Kaluga branch of Moscow State Technical University named after N.E. Bauman (national research university),
Sakharov Vladimir Valentinovich, senior lecturer, sakharov@bmstu. ru, Russia, Kaluga, Kaluga branch of Moscow State Technical University named after N.E. Bauman (national research university)
УДК 654.022
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-7-344-345
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДЛЯ МОНИТОРИНГА РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ В КВ ДИАПАЗОНЕ
Р.И. Кочубей, М.М. Бычковский, Н.Н. Зайкин, Е.В. Фатьянова, О.В. Чуприков
В статье представлено предназначение радиомониторинга. Рассмотрены антенно-фидерные устройства, используемые для радиомониторинга. Представлена основа для построения новой антенной системы для мониторинга.
Ключевые слова: мониторинг, источник радиоизлучений, подземная антенна, мощность сигнала.
Основным назначением средств радиомониторинга является постоянный или периодический контроль загрузки эфира в широком диапазоне частот, обнаружение и анализ новых излучений, определение местоположения их источников, оценка их опасности или ценности, выявление непреднамеренных или специально организованных радиоканалов утечки информации. Каждая из этих задач - многоэтапная, решается в условиях сложной электромагнитной обстановки и требует использования широкой номенклатуры радиотехнических средств, выполняющих определенные функции [1].
Требуемый охват территории и определение местоположения источника радио излучений (ИРИ) достигается использованием системы разнесенных станций радиомониторинга и пеленгования (центральной и нескольких периферийных), которые обеспечивают обнаружение и прием радиосигналов на центральном посту, а также одновременное (синхронное) пеленгование по команде с центральной станции и вычисление местоположения ИРИ с отображением на картографическом фоне [1]. Число станций для стационарной системы определяется рельефом местности, возможностью использования высотных зданий для установки антенных мачт, мощностью контролируемых ИРИ и чувствительностью аппаратуры обнаружения и пеленгования.
Стационарным системам пеленгования и определения местоположения ИРИ, как правило, дополнительно придаются мобильные станции радиомониторинга, назначением которых является «дослеживание» выявленных ИРИ на местности или в местах, откуда прием сигналов стационарными станциями затруднен.
Необходимо отметить, что на сегодняшний день происходит обновление парка технических средств, предназначенных для мониторинга радиоизлучений, в том числе и для КВ диапазона (1,5 - 30 МГц). При этом ан-тенно-фидерная система, таких средств представляет собой несимметричный объемный вибратор, состоящий из шести гибких проводов, образующих объемную конструкцию в виде эллипсоида вращения, что позволяет снизить волновое сопротивление вибратора путем увеличения его распределенной емкости (т.е. путем увеличения размеров перечного сечения) [2]. Такой подход к построению антенн для расширения их диапазонных свойств является одним из основных [3]. У основания мачты расположен четвертьволновый противовес, в виде расходящихся тонких изолированных проводов. Противовес используется для уменьшения потерь в земле, которые приводят к существенному уменьшению КПД и, соответственно коэффициента усиления (КУ) антенны.
344
Системный анализ, управление и обработка информации
Основным недостатком подобных антенно-фидерных устройств, является то, что объемный вибратор хоть и предназначен для работы в широкой полосе частот без дополнительного согласования с фидером (перекрытие порядка 2,5), все же не может перекрыть весь диапазон (1,5...30 МГц) с приемлемым коэффициентом стоячей волны. Наличие круговой ДН в азимутальной плоскости во всей полосе частот, приводит к низким энергетическим показателям приемной антенны. Форма ДН в меридиональной плоскости не соответствует требованиям к антеннам для КВ-радиосвязи ионосферными волнами, определяемыми дальностью контролируемых станций и диапазоном рабочих частот. Чем больше протяженность радиолинии, тем под меньшим углом к горизонту должен быть направлен максимум ДН антенны, что для объемного вибратора достичь практически тяжело.
Таким образом, основным недостатком антенно-фидерных систем радио мониторинга является отсутствие требуемой широкополосности. Данный факт приводит к существенному ухудшению качества приема сигналов контролируемых радиостанций по сравнению с направленными широкополосными системами.
В свою очередь подземные антенны (ПА) в большей степени направлены на работу ионосферной волной, что является большим плюсом. Кроме того, можно назвать еще несколько преимуществ подземных антенн. Так данный класс антенн одинаково хорошо принимает, как вертикально, так и горизонтально поляризованные волны (не осуществляется мачтовыми антеннами). Отсутствие мачты позволяет выполнять требования по комуфлированию, а применение плоскостных излучателей дает возможность улучшить согласованность с фидером. Большие углы возвышения позволяют контролировать близлежащие радиостанции, работающие в зенит. Применение кольцевых ФАР позволяет повысить направленность и принимать горизонтально поляризованные волны под большими углами, при этом реализуется выигрыш по КУ.
Однако, следует отметить, что ПА из-за различного рода потерь в почве имеет на порядок меньший КПД, чем идеализированная наружная мачтовая антенна. При этом в такой же степени ослабляются приходящие из эфира помехи и шумы, в результате чего отношение полезного сигнала к шумам на входе приемного устройства, которое и определяет его работоспособность, будет не хуже, чем при использовании мачтовой антенны, создающей большие сигналы, но и большие шумы.
Так мощность сигнала на входе приемника определяется как
Рс=П- X2- Б- Па-Пф'^с-^п- Г2(9,ф) (1)
где П - величина вектора Пойтинга падающей волны; X - длина волны; Б - коэффициент направленного действия; Па и пф - КПД антенны и фидера соответственно; ^с - коэффициент согласования антенны с нагрузкой по сопротивлениям; ^п - поляризационный коэффициент передачи по мощности; Р2(в,ф) - нормированная характеристика направленности (ХН) антенны по мощности в направлении прихода волны с углами азимута ф и места в.
Мощность шумов на входе радиоприемного устройства складывается от внешних (атмосферных источников), шумов антенно-фидерного тракта и собственных шумов приемника:
Рш=4-Л-к-ДГ[Тд"Ла"Пф-^с+То-(1- Па'Пф) Па'Пф'^с+Тпр] (2)
где - к = 1,38-10"23 Вт/(Гц/К0) - постоянная Больцмана; Д/- рабочая полоса частот РПУ; Тд - температура внешних источников помех (шумов); То = -293° - стандартная температура; Тпр - шумовая температура приемника.
Для коротковолновых приемников с высокой чувствительностью величина Тпр порядка 10То=3000° и вторым членом можно пренебречь. Разделив выражение (1) на (2) получим, что отношение сигнала к шуму на входе приемника
(3)
Рш Тд ^ + Тпр
Из выражения (3) видно, что чем больше уровень Тд, тем больше некоторая область значений КПД, в которой отношение Рс/Рш от КПД не зависит. Типичные значения Тд для КВ диапазона составляют 105-107 град.
Таким образом, пониженный на порядок КПД подземной антенны по сравнению с мачтовыми конструкциями нисколько не мешает ей прекрасно работать в режиме приема, ограничивая только дальность контроля. Это связано с тем, что уровни полезного сигнала и помехи в случае прохождения через границу раздела двух сред и далее к антенне будут претерпевать затуханее в относительно равной степени. Кроме того, применение при проектировании ПА плоскостных излучателей может позволить обеспечить высокий коэффициент согласования во всем диапазоне частот, что приведет к повышению КПД антенн, а следовательно, и повышению их эффективности. Что в совокупности с ранее сказанным делает предположение о возможности применения ЗАПГ для мониторинга радиоизлучений вполне реальным.
Таким образом, проведен анализ структуры, задач и классификации средств мониторинга радиоизлучений. Проанализированы возможности (основные тактико-технические характеристики), достоинства и недостатки в качественном охвате частот рабочего диапазона АФУ современных средств радиомониторинга КВ диапазона. Выявлено, что недостатком антенно- фидерных систем радиомониторинга является отсутствие требуемой широкополос-ности, что не позволяет осуществить полное перекрытие КВ диапазона одной антенной.
В качестве основы для построения новой антенной системы для мониторинга радиочастотного спектра с возможностью определения района расположения контролируемых радиостанций, выбрана защищенная КВ-УКВ ФАР.
Список литературы
1. Рамбовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг. Задачи, методы, средства. М.: Горячая линия-Телеком, 2010. 624 с.
2. Бородулин Р.Ю., Ульянов С.А., Львов А.Е. Антенные системы для радио-контроля. Сборник мат-лов конференции / Задачи проф.-препод. и науч. состава вузов связи по подг. специалистов с уч. формир. офицера нового облика ВС РФ. СПб: ВАС, 2010. С. 115-120.
3. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства. М.: Радио и связь, 1989.
352 с.
Кочубей Руслан Иванович, преподаватель, коскиЬеуп@тай. ги, Россия, Санкт-Петербург, Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного,
Бычковский Михаил Михайлович, преподаватель, bichkovskiy.mm@mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного,
Зайкин Николай Николаевич, преподаватель, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного,
Фатьянова Елена Валентиновна, преподаватель, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия свя Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного,
Чуприков Олег Валерьевич, преподаватель, chuprikov_ov@mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного
PROPOSAL FOR MONITORING RADIO EMISSIONS IN THE HF BAND R.I. Kochubey, M.M. Bychkovsky, N.N. Zaikin, E.V. Fatyanova, O.V. Chuprikov
The purpose of radio monitoring is presented in the article. Antenna-feeder devices used for radio monitoring are considered. The basis for building a new antenna system for monitoring is presented.
Key words: monitoring, radio emission source, underground antenna, signal strength.
Kochubey Ruslan Ivanovich, lecturer, kochubey_ri@mail. ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications,
Bychkovsky Mikhail Mikhailovich, lecturer, [email protected], Russia, Saint Petersburg, Military Academy of Communications,
Zaikin Nikolay Nikolaevich, lecturer, zaykin53@mail. ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications,
Fatyanova Elena Valentinovna, lecturer, [email protected], Russia, Saint Petersburg, Military Academy of Communications,
Chuprikov Oleg Valerievich, lecturer, chuprikov [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications
УДК 57.08
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-7-346-347
НЕЙРОИНТЕРФЕЙСЫ И ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ: ПРИМЕНЕНИЕ И ПРОБЛЕМЫ
Е.В. Ляпунцова, Е.А. Белоусова
В данной статье рассматриваются основные принципы функционирования нейроинтерфейсов, включая такие методы, как электроэнцефалография, магнитоэнцефалография, функциональная магнитно-резонансная томография, инвазивные методы, а также оптические методы. Каждый из этих подходов имеет свои преимущества и ограничения, что определяет их применение в различных областях исследования и разработок.В работе также представлен анализ текущих и перспективных областей применения нейроинтерфейсов, такие как управление протезами, коммуникационными системами, игровыми приложениями,нейрореабилитации, образовании, научных исследованиях. Рассматриваются вопросы дальнейшего развития технологий нейроинтерфейсов, включая повышение их точности, надежности и удобства использования.
Ключевые слова: нейроинтерфейсы, мозг-компьютерный интерфейс, оптические методы, нейрореаби-
литация.
Введение. Нейроинтерфейсы представляют собой технологии, позволяющие напрямую регистрировать и анализировать активность мозга, преобразуя ее в управляющие сигналы для различных устройств. Это открывает новые возможности для людей с ограниченными физическими возможностями, предоставляя им средства для управления протезами, коммуникационными системами и другими вспомогательными технологиями. Развитие технологий нейроинтерфейсов открывает новые горизонты в области взаимодействия человека с машинами и окружающей средой. Нейроинтерфейсы позволяют регистрировать и анализировать активность мозга, преобразуя ее в управляющие сигналы для различных устройств [1]. Это дает возможность людям с ограниченными физическими возможностями управлять протезами, коммуникационными системами и другими вспомогательными технологиями напрямую с помощью своих мозговых волн.
Основные технологии, используемые в нейроинтерфейсах, включают:
1. Электроэнцефалография (ЭЭГ): метод регистрации электрической активности мозга с помощью электродов, расположенных на поверхности головы.
2.Магнитоэнцефалография (МЭГ): метод регистрации магнитных полей, генерируемых активностью
мозга.
