Измерительное оборудование и системы управления
Контакты +7 (495) 984-00-68

Учебно-научный центр по технологиям радиолокации и спутниковой связи

Назначение:

Учебный Центр предназначен для подготовки профессиональных, высококвалифицированных специалистов и проведения научных и прикладных исследований в области проектирования, разработки и тестирования радиолокационных и телекоммуникационных систем и их компонентов, автоматизации измерений параметров радиотехнических устройств и сигналов, формирования и приема СВЧ сигналов различных видов модуляции, антенных измерений на примере ФАР и основам проектирования цифровых систем радиосвязи.

Список направлений в общей структуре Центра:

 

Основные учебные направления:

  • Основы работы с различным измерительным оборудованием;
  • Методы и автоматизация радиоизмерений;
  • Принципы построения радиотехнических устройств и систем;
  • Основы проектирования систем связи;
  • Основы построения радиолокационных комплексов и систем;
  • Методы и принципы формирования и обработки радиолокационных сигналов;
  • Основы построения и контроля приемо-передающих модулей;
  • Формирование и измерение диаграммы направленности фазированных антенных решеток (ФАР);
  • Методы приема и обработки СШП сигналов;
  • Современные технологии формирования и приема телекоммуникационных сигналов со сложными видами модуляции.

Основные задачи:

  • Возможность предоставления обучающимся современной площадки для получения практических навыков исследования характеристик, моделирования и разработки радиотехнических систем и средств.
  • Обучение на базе современных промышленных многофункциональных комплексов, в соответствии с текущими задачами развития радиоэлектронной отрасли.
  • Проведение НИР и НИОКР в области разработки радиотехнических, радиолокационных систем и систем связи.
  • Осуществление инновационной и научно-внедренческой деятельности совместно с другими промышленными предприятиями радиотехнического профиля.

Научно-внедренческие направления:

  • Разработка промышленных радиоэлектронных устройств широкого круга применений.
  • Диагностика существующих промышленных радиотехнических устройств и систем.
  • Разработка и апробация новых методов цифровой обработки СВЧ сигналов; проектирование и отладка алгоритмов на базе ПЛИС.
  • Прочие аналитические исследования, связанные с требованиями заказчиков, согласно конкретным договорным обязательствам.
  • Написание и публикация научных статей, монографии и т.д. в периодических научно-технических изданиях.

 

Учебно-научный центр технологий радиолокации и спутниковой связи
Учебный практикум
практикум
Лаборатория радиолокации. Измерение параметров сверхширокополосных сигналов. Сотем
Основы радиолокации. Построение РЛС на базе ПЛИС
Фазокогерентные системы анализа и генерации радиосигналов. Сотем
Учебный практикум
Учебный практикум
Лаборатория радиолокации. Контроль параметров приемо-передающих модулей ФАР.
Учебный практикум

Состав лабораторий Центра:

Наименование кол-во мест
Лаборатория радиоизмерений и контроля параметров приемо-передающих устройств  
Учебный практикум "Автоматизация измерений в радиофизике" 10
Учебный практикум "Контроль параметров приемо-передающих модулей ФАР" 1
Учебный практикум "Многоканальные фазокогерентные системы анализа и генерации радиосигналов" 1
   
Лаборатория радиолокации  
Учебный практикум "Основы радиолокации. Построение РЛС на базе ПЛИС" 6
Учебный практикум "Основы антенных измерений на примере ФАР" 1
   
Лаборатория спутниковой связи  
Учебный практикум "Основы приема и передачи сигналов" 10
Учебный практикум "Измерение параметров СШП сигналов" 1
Учебный практикум "Современные методы цифровой радиосвязи" 10

 

Учебный практикум "Автоматизация измерений в радиофизике"

Учебный практикум предназначен для изучения основ графического программирования в среде LabVIEW и создания прикладных программ для автоматизации радиоизмерений. Лабораторные работы посвящены основам графического программирования, а также рассмотрению корректной техники создания профессиональных комплексных приложений.
Измерительное оборудование практикума позволяет изучить принципы работы систем сбора данных сигналов и различных измерительных приборов, таких как цифровые мультиметры, осциллографы, генераторы сигналов, источники питания, цифровые анализаторы и генераторы импульсов. Лабораторные работы посвящены современным методам автоматизации измерений с помощью такого рода оборудования.
 
Перечень лабораторных работ:
  1. Настройка оборудования.
  2. Навигация в LabVIEW.
  3. Реализация VI.
  4. Связываемые данные.
  5. Создание модульных приложений.
  6. Общепринятая методика проектирования и шаблоны.
  7. Использование переменных.
  8. Методы синхронизации.
  9. Событийное программирование.
  10. Обработка ошибок.
  11. Управление интерфейсом пользователя.
  12. Файловый ввод-вывод.
  13. Создание и тиражирование приложений.
  14. Аппаратные средства и программное обеспечение систем сбора данных.
  15. Аналоговый ввод.
  16. Аналоговый вывод.
  17. Цифровой ввод-вывод.
  18. Счетчики.
  19. Согласование сигналов.
  20. Синхронизация.
  21. Программирование мультиметра.
  22. Программирование генератора.
  23. Программирование осциллографа.
  24. Программирование анализатора и генератора цифровых сигналов.
  25. Программирование источников питания.

Учебный практикум "Контроль параметров приемо-передающих модулей ФАР"

Учебный практикум предназначен для изучения методик измерения параметров приемо-передающих модулей (ППМ), используемых в ФАР. В качестве объекта исследования используется 4-х канальный ППМ с цифровым управлением. В ходе выполнения лабораторных работ учащиеся изучают принципы работы, методы управления, исследуют радиочастотные характеристики модуля. Работающего в режимах на прием и передачу радиосигналов. При выполнении работ изучаются как амплитудные, так и фазовые характеристики исследуемого объекта. В результате выполненных работ учащиеся получают навыки использования СВЧ измерительной техники, включая векторные анализаторы и генераторы сигналов, векторные анализаторы цепей и др.

Перечень лабораторных работ:
  1. Выходная импульсная мощность передающего тракта.
  2. Длительность переднего и заднего фронтов огибающей выходного радиоимпульса.
  3. Неравномерность АЧХ передающего и приемного тракта на любом участке рабочего диапазона частот в полосе 10МГц.
  4. Неравномерность АЧХ передающего и приемного тракта на с шагом 1МГц в полосе 10МГц на 2900МГц.
  5. Неравномерность амплитуды импульса выходного сигнала при длительности импульса 1-100 мкс.
  6. Задержка переднего фронта выходного радиоимпульса относительно переднего фронта входного радиоимпульса.
  7. Нестабильность задержки переднего и заднего фронтов выходного радиоимпульса.
  8. Допустимое изменение фазы выходного сигнала передающего тракта за время 0,5 с.
  9. Спектральная плотность мощности шумов на выходе передающего тракта в паузе между импульсами при подавлении входного сигнала на 60дБ относительно номинальной величины.
  10. Электрическая длина передающего тракта.
  11. Коэффициент полезного действия передающего тракта.
  12. Коэффициент шума приемного тракта.
  13. Коэффициент передачи приемного тракта.
  14. Верхняя граница линейности амплитудной характеристики приемного тракта по входу.
  15. Нестабильность коэффициента передачи приемного тракта за время 0,1с.
  16. Электрическая длина приемного тракта.
  17. Проверка работы дискретных фазовращателей передающего и приемного трактов.
  18. Проверка работы дискретных аттенюаторов передающего и приемного трактов.

Учебный практикум "Многоканальные фазокогерентные системы анализа и генерации радиосигналов"

Учебный стенд многоканальной фазокогерентной системы анализа и генерации радиосигналов представляет собой программируемый комплекс, состоящий из 4-х канального фазокогерентного векторного анализатора и 4-х канального фазокогерентного векторного генератора СВЧ сигналов в диапазоне частот до 6,6 ГГц с возможностью контроля разности фаз между каналами с точностью до 0.1 град. Данный комплекс позволяет проводить высокоточные измерения фазовых и амплитудных частотных характеристик приемо-передающих устройств, а также может быть использован в задачах высокоточного анализа и генерации СВЧ сигналов с заданной разностью фаз для формирования радиосигналов с специальной диаграммой направленности в задачах макетирования, прототипирования и отработки ФАР и АФАР.

Перечень лабораторных работ:
  1. Методика калибровки и измерение сигналов 4-х канальным фазокогерентным векторным анализатором СВЧ сигналов.
  2. Методика калибровки и формирование сигналов 4-х канальным фазокогерентным векторным генератором СВЧ сигналов.
  3. Исследование амплитудных характеристик ППМ.
  4. Исследование фазовых характеристик ППМ.
  5. Генерация и анализ радиолокационных сигналов с помощью фазокогерентных систем

Учебный практикум "Основы радиолокации. Построение РЛС на базе ПЛИС"

Учебный практикум предназначен для изучения принципа работы современных радиолокационных систем (РЛС) и входящих в них устройств. Лабораторные работы посвящены принципам работы, расчета и измерения характеристик ряда основных типов сигналов РЛС. Комплекс позволяет проанализировать функционально схемы блоков РЛС, исследовать их характеристики и параметры.

Учебный практикум построен на базе платформы PXI FlexRIO - приемо-передающей платформе для проектирования систем программируемого радио.

Перечень лабораторных работ:
  1. Устройство формирования и согласованной фильтрации импульсного сигнала с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).
  2. Устройство формирования и согласованной фильтрации импульсного сигнала с фазовой псевдослучайной манипуляцией (ФМн) по коду Баркера.
  3. Устройство формирования и корреляционной обработки импульсного сигнала с фазовой псевдослучайно манипуляцией (ФМн) по М коду.
  4. Цифровой специализированный процессор некогерентной обработки пачки радиоимпульсов в обзорной РЛС.
  5. Цифровой квазиоптимальный непараметрический обнаружитель со стабилизацией вероятности ложной тревоги модифицированным знаковым обнаружителем.
  6. Цифровое устройство обнаружения пачки когерентных импульсов на фоне пассивных помех.

Учебный практикум "Основы антенных измерений на примере ФАР"

Учебный практикум предназначен для изучения принципа работы и разработке фазированной антенной решетки (ФАР) и измерения ее характеристик. Лабораторные работы посвящены методам расчета антенных элементов, формированию диаграммы направленности и измерению ее формы.

В состав учебного практикума входят ФАР, блок управления ФАР, блок генерации/обработки сигнала на базе платформы NI PXI. Открытый код управления системы позволяет тестировать различные алгоритмы обработки сигналов.

Перечень лабораторных работ
  1. Изучение принципа работы отдельного элемента и ФАР в целом.
  2. Методы расчёта антенн.
  3. Формирование диаграммы направленности.
  4. Измерение диаграммы направленности ФАР.
  5. Формирование специальной формы диаграммы направленности.
  6. Изучение принципов сканирования ФАР.
  7. Применение ФАР для радиолокации.

Учебный практикум "Основы приёма и передачи сигналов"

Учебный практикум предназначен для изучения основ современной радиотехники и систем телекоммуникаций, процессов передачи данных по радиоканалам на физическом уровне, методов обработки сигналов, включая преобразование частот, различные виды модуляции и демодуляции, кодирование и декодирование и т.д.

Учебный практикум представляет собой комплект макетных плат Emona DATEx и Emona FOTEx для платформ NI ELVIS II+, содержащий в своём составе основные блоки приёмо-передающих радиоустройств:

  • Генератор и анализатор НЧ;
  • Усилители;
  • Фильтры;
  • Микшеры-гетеродины;
  • Выходы квадартур I-Q;
  • Источники шумов и искажений;
  • Генератор несущей;
  • Анализатор ВЧ сигналов.

Лабораторные работы посвящены методам кодирования и декодирования сигналов с импульсно-кодовой модуляцией, а также основам оптической фильтрации, разделения и объединения сигналов, двунаправленной оптоволоконной связи, оптических потерь и др.

Лабораторная станция подключается по интерфейсу USB к ПК, на котором запускается специализированное программное обеспечение учебного практикума.

Перечень лабораторных работ
  1. Моделирование уравнений с помощью модуля Emona DATEx.
  2. Амплитудная модуляция.
  3. Модуляция с двумя боковыми полосами и подавлением несущей.
  4. Наблюдение АМ и DSBSC сигналов в частотной области.
  5. Демодуляция АМ сигналов.
  6. Демодуляция сигнала с двумя боковыми полосами и подавлением несущей.
  7. Модуляция и демодуляция сигнала с одной боковой полосой и подавлением несущей SSBSC.
  8. Частотная модуляция (FM).
  9. Демодуляция FM сигналов.
  10. Дискретизация и восстановление сигналов.
  11. Импульсно-кодовая модуляция.
  12. Демодуляция ИКМ сигналов.
  13. Ограничение полосы частот и восстановление цифровых сигналов.
  14. Амплитудная манипуляция.
  15. Частотная манипуляция.
  16. Двоичная фазовая манипуляция.
  17. Квадратурная фазовая манипуляция.
  18. DSSS модуляция и демодуляция.
  19. Дискретизация сигналов в программируемой радиосвязи.
  20. Введение в макетный модуль FOTEx.
  21. Кодирование ИКМ.
  22. Декодирование ИКМ.
  23. Дискретизация и теорема Найквиста в ИКМ.
  24. Мультиплексирование с временным разделением.
  25. Кодирование линии и регенерация тактового сигнала.
  26. Передача данных через оптоволоконные линии.
  27. Передача данных с использованием разделения во времени сигналов/ИКМ.
  28. Оптическая фильтрация, разделение и объединение сигналов.
  29. Двунаправленная оптоволоконная связь.
  30. Частотное разделение сигналов.
  31. Оптические потери.

Учебный практикум "Измерение параметров СШП сигналов"

Учебный практикум предназначен для изучения на практике основ построения систем связи, передачи, приема и анализа основных характеристик СШП сигналов с аналоговой или цифровой модуляцией, а также параметров и принципов работы элементов приемо-передающего тракта.

Учебный практикум представляет собой систему NI PXI, включающую векторный генератор до 6,6 ГГц и широкополосный векторный анализатор сигналов с мгновенной полосой до 700 МГц в диапазоне до 26,5 ГГц, а также специализированный коммутационный блок и комплект ВЧ антенн.

Перечень лабораторных работ
1. Измерение выходной мощности передатчика.
2. Измерение частоты несущей.
3. Измерение девиации частоты передатчика.
4. Измерение частоты и уровня нелинейных искажений СВЧ сигнала.
5. Измерение параметров модуляции/демодуляции сигнала.
5.1. Измерение параметров аналого-модулированных (АМ/ЧМ/ФМ) СВЧ сигналов.
5.2. Измерение параметров частотно манипулированных (FSK) СВЧ сигналов.
5.3. Измерение параметров фазово-манипулированных (PSK) СВЧ сигналов.
5.4. Измерение параметров QAM модулированных СВЧ сигналов.
6. Система спектральных измерений СВЧ сигналов.
7. Измерение мощности сигнала (с использованием аттенюатора).
8. Измерение параметров усилителя СВЧ сигналов.
9. Измерение параметров полосового фильтра СВЧ сигналов.
10. Измерение характеристик смесителя СВЧ генераторов.
11. Измерение коэффициента битовых ошибок при передаче данных.
12. Измерение временных и спектральных характеристик СШП сигналов и коротких радиоимпульсов.
 

Учебный практикум "Современные методы цифровой радиосвязи"

Учебный практикум предназначен для изучения методов и подходов к разработке современных систем цифровой радиосвязи, реализующие алгоритмы цифровой обработки сигналов на базе микросхем программируемой логики (ПЛИС). При выполнении лабораторных работ учащиеся изучают принципы кодирования, модуляции, передачи, приема, демодуляции и декодирования радиосигналов. Исследуются широко используемые методы модуляции: BPSK, QPSK, nPSK, FSK, QAM и др. Исследуется влияние радиочастотного тракта на качество связи.

Учебный практикум построен на базе платформы USRP-RIO, приемо-передающей платформе для проектирования систем программируемого радио (SDR). Данная платформа базируется на открытых стандартах, позволяющих пользователям не только применять готовые программные приложения, но и самостоятельно модифицировать существующие, разрабатывать и реализовывать на базе встроенной ПЛИС новые собственные методики модуляции и цифровой обработки сигналов.

Перечень лабораторных работ
  1. Принципы работы платформы программируемого радио USRP-RIO.
  2. Реализация и исследования характеристик систем цифровой связи с применением фазоманипулированных сигналов (PSK).
  3. Реализация и исследования характеристик систем цифровой связи с применением амплитудно-манипулированных сигналов (ASK).
  4. Реализация и исследования характеристик систем цифровой связи с применением частотно-манипулированных сигналов (FSK).
  5. Реализация и исследования характеристик систем цифровой связи с применением квадратурно-манипулированных сигналов (QAM).
  6. Реализация системы цифровой связи на базе собственного протокола и метода модуляции.