С. Н. Замуруев1, А.А. Судаков2

1,2 МИРЭА – Российский технологический университет (Москва Россия)
 

Постановка проблемы. Сегодня сверхширокополосные (СШП) сигналы нашли применение во множестве радиотехнических систем различного назначения. В основном, это системы ближней дальности действия, предназначенные для решения радиосвязных, радиолокационных и радионавигационных задач на расстояниях несколько десятков метров – единицы километров. Обзор современных разработок показывает, что в большинстве радиотехнических систем используются импульсные СШП-сигналы с гладкой огибающей спектра. Однако такие сигналы не обеспечивают максимально возможную концентрацию энергии в разрешенной полосе частот.

Цель. Рассмотреть свойства нового класса сигналов, предлагаемых для использования в современных СШП РСПИ, огибающая которых во временной области изменяется по закону, где

Результаты. Показано, что энергетическая эффективность существующих сигналов не выше –1,84 дБ. Выявлено, что энергетическая эффективность новых сигналов, огибающая которых во временной области изменяется по закону  где  достигает величины –0,39 дБ и более и возрастает с увеличением показателя степени радикала n. Отмечено, что предложенные сигналы удовлетворяют первому условию Найквиста, что является основой для построения ортогональных последовательностей СШП-сигналов. Установлено, что в новом классе существует сигнал (при), удовлетворяющий сразу обоим условиям Найквиста.

Практическая значимость. Сравнительный график энергетических потерь СШП-излучения, с различными спектральными плотностями показывает, что наименьшие энергетические потери при прохождении сигнала через канал с прямоугольной передаточной характеристикой обеспечиваются для спектральной плотности предложенных сигналов, как результат – повышается эффективность использования СШП-системами спектра радиочастот, которая также возрастает с увеличением показателя степени радикала n.

Замуруев С.Н., Судаков А.А. Новый класс сигналов для использования в сверхширокополосных радиосистемах // Наукоемкие технологии. 2022. Т. 23. № 8. С. 25−32. DOI: https:// doi.org/10.18127/j19998465-202208-03

1. FCC 02-48. First Report and Order. Revision of Part 15 of the Commission's Rules Regarding Ultra-Wideband Transmission Systems. Federal Communications Commission. April 22. 2002.
2. CFR Title 47, Chapter I, Part – 15 Radio Frequency Devices, Subpart F – Ultra-Wideband Operation – Federal Communications Commission, 10-01-2009.
3. Решение ГКРЧ № 09-05-02 «О результатах работ по конверсии радиочастотного спектра по вопросу использования полосы радиочастот 2.85–10.6 ГГц сверхширокополосными беспроводными устройствами». 15 декабря 2009.
4. Судаков А.А., Иммореев И.Я. Сверхширокополосные и узкополосные системы связи совместная работа в общей полосе частот // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2003. № 2. С. 36–39.
5. Судаков А.А. Энергетическая эффективность сигналов для сверхширокополосных радиосистем // Сборник трудов 60-й НТК МИРЭА. М., 2011.
6. Kohno R., Dotlic I. Design of the Family of Orthogonal and Spectrally Efficient UWB Waveforms. IEEE Journal of selected topics in signal processing. June 2007. V. 1. № 1, P. 21–30.
7. Бокер П. Передача данных (Техника связи в системах телеобработки данных). Т. 1. Основы: Пер. с нем. / Под ред.
   Д.Д. Кловского. М.: Связь. 1980. 264 с.
8. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Изд. 3-е. М.: Высшая школа. 2000.
9. Патент на изобретение № 2544738 (РФ). Метод увеличения скорости цифро-аналогового преобразования / А.А. Судаков. 20.06.2014. 22 с.
10. Turner S.E., Kotecki D.E. Direct Digital Synthesizer with Sine-Weighted DAC at 32-GHz Clock Frequency in InP DHBT Technology. IEEE Journal of solid-state circuits. October 2006. V. 41. № 10. P. 2284–2290.
11. Laemmle B., Wagner C., Knapp H., Maurer L., Weigel R. A 366mW Direct Digital Synthesizer at 15GHz Clock Frequency in SiGe Bipolar Technology. IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium. 2009. P. 415–418.
12. Sudakov A.A., Zamuruev S.N., Avdeev K.V. In Laboratory Hardware Emulation of Radiofrequency Propagation. IEEE Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves Conference. 2021. P. 304–307.
13. Судаков А.А. Результаты разработки сверхширокополосной системы радиосвязи // Наукоемкие технологии. 2010. № 3.
    С. 71–81.
14. Судаков А.А., Замуруев С.Н. Повышение эффективности передачи сверхширокополосных сигналов // Наукоемкие технологии. 2012. № 11. С. 11–19.