2021 Выпуск №2

В данной статье приведены результаты построения обобщенной модели спутникового канала в среде MathCAD, включающие синтез дис­кретного информационного сигнала, реализацию сверточного кодера, формирующего фильтра Найквиста и BPSK модулятора, синтез дис­кретного аддитивного узкополосного гауссова шума, реализацию демоду­лятора BPSK и декодера на основе алгоритма Виттерби. В результате верификации модели показано, что в отсутствие аддитивного шума фильтр Найквиста позволяет устранить межсимвольную интерфе­ренцию. Выигрыш в значении отношения сигнал / шум, при котором до­стигается заданное значение коэффициента битовых ошибок, может составить до 9 дБ при уменьшении коэффициента скругления фильтра Найквиста с 0,9 до 0,3.

The results of generalized satellite channel model constructing in MathCAD, including the synthesis of a discrete information signal, the im­plementation of a convolutional encoder, a forming Nyquist filter and a BPSK modulator, the synthesis of a discrete additive narrow-band Gaussian noise, the implementation of a BPSK demodulator and a decoder based on the Wit­terby algorithm are presented in this article. As a result of verification of the model, it is shown that in the absence of additive noise, the Nyquist filter eliminates intersymbol interference. The gain in the signal-to-noise ratio (SNR), at which the set value of the bit error rate (BER) is achieved, can be up to 9 dB when the rounding factor of the Nyquist filter is reduced from 0.9 to 0.3.

Статья посвящена вопросам разработки малогабаритных антен­ных систем для обеспечения устойчивой радиосвязи на морских судах в условиях сложной электромагнитной обстановки, когда в ограниченной области пространства палубы необходимо расположить большое число радиоэлектронных средств. Предлагаемые антенные конструкции обла­дают положительными массогабаритными свойствами, характеризу­ются высоким постоянством коэффициента усиления, способны рабо­тать в широком диапазоне частот, что предполагает возможность их активного использования в системах корабельной УКВ-радиосвязи на морских транспортных средствах различного назначения.

The article is devoted to the development of small-sized antenna systems to ensure stable radio communication on ships in a complex electromagnetic environment, when a large number of radio-electronic devices must be located in a limited area of the deck space. The proposed antenna structures have posi­tive weight and size properties, are characterized by a high constant gain, and are capable of operating in a wide frequency range, which suggests the possi­bility of their active use in shipboard VHF radio communication systems on marine vehicles for various purposes.

Рассматриваются пути усовершенствования антенно-фидерных устройств с целью улучшения их массогабаритных характеристик, что наиболее важно в целях обеспечения связи с удаленными подвижны­ми объектами. Придание определенной конфигурации антенным вибра­торам при одновременном использовании нескольких компланарных ли­ний и обеспечении совместной работы нескольких антенных излучате­лей позволяет значительно сократить общий размер конструкции при обеспечении высокой отдачи мощности. Построение радиочастотного модуля по многоканальной схеме дает возможность увеличить область рабочих частот на необходимую ширину диапазона, используемого в си­стемах связи.

The paper considers ways to improve antenna-feeder devices in order to improve their weight and size characteristics, which is most important in or­der to ensure communication with remote mobile objects. Giving a certain configuration to the antenna vibrators while using several coplanar lines and ensuring the joint operation of several antenna emitters allows you to signifi­cantly reduce the overall size of the structure while ensuring high power out­put. The construction of a radio frequency module according to a multi-channel scheme makes it possible to increase the range of operating frequencies by the required width of the range used in communication systems.

Для исследования резонансных и околорезонансных явлений исполь­зован символический (комплексный) метод, позволяющий существенно повысить продуктивность, упростить и формализовать математиче­ские преобразования. Рассмотрены параллельное и последовательное соединения элементов механической системы с источником силы либо источником скорости в качестве источника внешнего механического гармонического воздействия. Описаны четыре режима — резонансы и антирезонансы сил и скоростей. Использование символического (ком­плексного) метода существенно упростило исследование резонансных и околорезонансных явлений, в частности позволило глубоко унифициро­вать и формализовать рассмотрение различных механических систем. Громоздкие и трудоемкие операции, связанные с составлением и реше­нием дифференциальных уравнений, заменены простыми алгебраиче­скими преобразованиями. В основе метода лежит механический аналог закона Ома в комплексном представлении и понятие о механических ре­актансе, резистансе, импедансе, сассептансе, кондактансе и адмитансе.

To study resonance and near-resonance phenomena, a symbolic (com­plex) method was used, which makes it possible to significantly increase productivity, simplify and formalize mathematical transformations. Parallel and sequential connections of elements of a mechanical system with a source of force or a source of speed as a source of external mechanical harmonic action are considered. Four modes are described — resonances and antiresonances of forces and velocities. The use of the symbolic (complex) method has signifi­cantly simplified the study of resonance and near-resonance phenomena, in particular, it has made it possible to deeply unify and formalize the considera­tion of various mechanical systems. The cumbersome and time-consuming op­erations associated with the preparation and solution of differential equations have been replaced by simple algebraic transformations. The method is based on the mechanical analogue of Ohm's law in a complex representation and the concept of mechanical reactance, resistance, impedance, susceptance, conduct­ance and admittance.

Разрабатывается методика изучения проблематики квантовых вычислений, осваиваемая учащимися в рамках программ высшего обра­зования. На примере двухкубитовой квантовой цепи, осуществляющей унитарное преобразование U вида → , обсуждается проблема факторизации суперпозиционного состояния на выходе цепи. Представленный подход будет полезным при изучении тем, касающихся использования квантового параллелизма в процедуре вычислений.

The article is devoted to the development of a methodology for studying the problems of quantum computing, mastered by students in the framework of higher education programs. On the example of a two-qubit quantum circuit performing a unitary transformation U of the form → , the problem of factorization of the superposition state at the output of the cir­cuit is discussed. The presented approach will be useful in studying topics re­lated to the use of quantum parallelism in the calculation procedure.

Изменения в системе СИ, внесенные в 2019 г., недостаточно отра­же­ны в задачах практикума по атомной физике. На примере спектра эмис­сии атомарного водорода предложено вычислять не только ча­с­тот­ную постоянную Ридберга, но и эффективную массу электрона, показа­тель преломления воздуха. Показано, что цифровой спектрометр име­ет достаточную точность для количественного изучения изотопи­че­ско­го эффекта от протона.

Changes in the SI-2019 system are proposed to be taken into account by cor­recting of the educational experiment in atomic physics. From the data on the emission spectrum of atomic hydrogen, it was proposed to calculate not only the Rydberg constant, but also the effective mass of the electron, the re­fractive index of air. It is shown that a digital spectrometer allows one to quan­titatively study the isotope effect of a proton.

На основании рассмотренной аналогии между солитонами и чер­ными дырами сделано предположение о существовании в нелинейной оп­ти­ке эффекта квантового излучения Хокинга, приводящего, в част­но­сти, к уменьшению энергии солитонов самоиндуцированной прозрач­ности.

The analogy between solitons and black holes is considered for self-indu­ced transparency. In nonlinear optics Hawking radiation can exist. This effect in particular leads to decreasing of soliton energy with time.