Учебно-научный центр по технологиям радиолокации и спутниковой связи
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.
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:
- Настройка оборудования.
- Навигация в LabVIEW.
- Реализация VI.
- Связываемые данные.
- Создание модульных приложений.
- Общепринятая методика проектирования и шаблоны.
- Использование переменных.
- Методы синхронизации.
- Событийное программирование.
- Обработка ошибок.
- Управление интерфейсом пользователя.
- Файловый ввод-вывод.
- Создание и тиражирование приложений.
- Аппаратные средства и программное обеспечение систем сбора данных.
- Аналоговый ввод.
- Аналоговый вывод.
- Цифровой ввод-вывод.
- Счетчики.
- Согласование сигналов.
- Синхронизация.
- Программирование мультиметра.
- Программирование генератора.
- Программирование осциллографа.
- Программирование анализатора и генератора цифровых сигналов.
- 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:
- Выходная импульсная мощность передающего тракта.
- Длительность переднего и заднего фронтов огибающей выходного радиоимпульса.
- Неравномерность АЧХ передающего и приемного тракта на любом участке рабочего диапазона частот в полосе 10МГц.
- Неравномерность АЧХ передающего и приемного тракта на с шагом 1МГц в полосе 10МГц на 2900МГц.
- Неравномерность амплитуды импульса выходного сигнала при длительности импульса 1-100 мкс.
- Задержка переднего фронта выходного радиоимпульса относительно переднего фронта входного радиоимпульса.
- Нестабильность задержки переднего и заднего фронтов выходного радиоимпульса.
- Допустимое изменение фазы выходного сигнала передающего тракта за время 0,5 с.
- Спектральная плотность мощности шумов на выходе передающего тракта в паузе между импульсами при подавлении входного сигнала на 60дБ относительно номинальной величины.
- Электрическая длина передающего тракта.
- Коэффициент полезного действия передающего тракта.
- Коэффициент шума приемного тракта.
- Коэффициент передачи приемного тракта.
- Верхняя граница линейности амплитудной характеристики приемного тракта по входу.
- Нестабильность коэффициента передачи приемного тракта за время 0,1с.
- Электрическая длина приемного тракта.
- Проверка работы дискретных фазовращателей передающего и приемного трактов.
- 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:
- Методика калибровки и измерение сигналов 4-х канальным фазокогерентным векторным анализатором СВЧ сигналов.
- Методика калибровки и формирование сигналов 4-х канальным фазокогерентным векторным генератором СВЧ сигналов.
- Исследование амплитудных характеристик ППМ.
- Исследование фазовых характеристик ППМ.
- 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:
- Устройство формирования и согласованной фильтрации импульсного сигнала с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).
- Устройство формирования и согласованной фильтрации импульсного сигнала с фазовой псевдослучайной манипуляцией (ФМн) по коду Баркера.
- Устройство формирования и корреляционной обработки импульсного сигнала с фазовой псевдослучайно манипуляцией (ФМн) по М коду.
- Цифровой специализированный процессор некогерентной обработки пачки радиоимпульсов в обзорной РЛС.
- Цифровой квазиоптимальный непараметрический обнаружитель со стабилизацией вероятности ложной тревоги модифицированным знаковым обнаружителем.
- 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
- Изучение принципа работы отдельного элемента и ФАР в целом.
- Методы расчёта антенн.
- Формирование диаграммы направленности.
- Измерение диаграммы направленности ФАР.
- Формирование специальной формы диаграммы направленности.
- Изучение принципов сканирования ФАР.
- 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
- Моделирование уравнений с помощью модуля Emona DATEx.
- Амплитудная модуляция.
- Модуляция с двумя боковыми полосами и подавлением несущей.
- Наблюдение АМ и DSBSC сигналов в частотной области.
- Демодуляция АМ сигналов.
- Демодуляция сигнала с двумя боковыми полосами и подавлением несущей.
- Модуляция и демодуляция сигнала с одной боковой полосой и подавлением несущей SSBSC.
- Частотная модуляция (FM).
- Демодуляция FM сигналов.
- Дискретизация и восстановление сигналов.
- Импульсно-кодовая модуляция.
- Демодуляция ИКМ сигналов.
- Ограничение полосы частот и восстановление цифровых сигналов.
- Амплитудная манипуляция.
- Частотная манипуляция.
- Двоичная фазовая манипуляция.
- Квадратурная фазовая манипуляция.
- DSSS модуляция и демодуляция.
- Дискретизация сигналов в программируемой радиосвязи.
- Введение в макетный модуль FOTEx.
- Кодирование ИКМ.
- Декодирование ИКМ.
- Дискретизация и теорема Найквиста в ИКМ.
- Мультиплексирование с временным разделением.
- Кодирование линии и регенерация тактового сигнала.
- Передача данных через оптоволоконные линии.
- Передача данных с использованием разделения во времени сигналов/ИКМ.
- Оптическая фильтрация, разделение и объединение сигналов.
- Двунаправленная оптоволоконная связь.
- Частотное разделение сигналов.
- 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
- Измерение выходной мощности передатчика.
- Измерение частоты несущей.
- Измерение девиации частоты передатчика.
- Измерение частоты и уровня нелинейных искажений СВЧ сигнала.
- Измерение параметров модуляции/демодуляции сигнала.
- Измерение параметров аналого-модулированных (АМ/ЧМ/ФМ) СВЧ сигналов.
- Измерение параметров частотно манипулированных (FSK) СВЧ сигналов.
- Измерение параметров фазово-манипулированных (PSK) СВЧ сигналов.
- Измерение параметров QAM модулированных СВЧ сигналов.
- Система спектральных измерений СВЧ сигналов.
- Измерение мощности сигнала (с использованием аттенюатора).
- Измерение параметров усилителя СВЧ сигналов.
- Измерение параметров полосового фильтра СВЧ сигналов.
- Измерение характеристик смесителя СВЧ генераторов.
- Измерение коэффициента битовых ошибок при передаче данных.
- 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
- Принципы работы платформы программируемого радио USRP-RIO.
- Реализация и исследования характеристик систем цифровой связи с применением фазоманипулированных сигналов (PSK).
- Реализация и исследования характеристик систем цифровой связи с применением амплитудно-манипулированных сигналов (ASK).
- Реализация и исследования характеристик систем цифровой связи с применением частотно-манипулированных сигналов (FSK).
- Реализация и исследования характеристик систем цифровой связи с применением квадратурно-манипулированных сигналов (QAM).
- Реализация системы цифровой связи на базе собственного протокола и метода модуляции.
Смотрите также:
