ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

Фархадов М. П., Васьковский С. В., Блинова О. В.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОДВИЖНЫХ АБОНЕНТОВ И СТАЦИОНАРНЫХ УЗЛОВ СВЯЗИ ПРИ ИЗВЕСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ДВИЖЕНИЯ … 3

Аннотация: Рассмотрены проблемы проектирования современных беспроводных сетей, связанные с задачами определения реальных характеристик каналов связи. Приведен обзор существующих подходов к моделированию таких сетей. Предложен расчет вероятности доступа к сети абонентов с учетом траектории их движения, расположения и характеристик сетевых устройств. Исследованы достоинства и недостатки такого подхода, область применения к практическим задачам.

Ключевые слова: беспроводные сети, подвижные абоненты, надежность каналов связи, вероятность доступа.

Farkhadov M. P., Vaskovsky S. V., Blinova O. V.

INVESTIGATING THE RELATIONSHIP BETWEEN MOBILE SUBSCRIBERS AND FIXED NODES WITH KNOWN CHARACTERISTICS OF MOVEMENTS … 3

Abstract: The problems of design modern wireless networks are investigated in connection with the determination of the communication channels real characteristics task. A review of existing approaches to model such networks is presented. A method to calculate the probability of access for the network subscribers depending on the trajectory of their movement, locations, and characteristics of network devices is proposed. Finally, we investigated the advantages and disadvantages of the suggested approach, and its applicability to practical tasks.

Keywords: wireless networks, mobile subscribers, reliability of communication channels, probability of access.

Еременко А. В., Сулавко А. Е., Мишин Д. В., Федотов А. А.

РАСПОЗНАВАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ ПО КЛАВИАТУРНОМУ ПОЧЕРКУ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ПРИЗНАКАМ С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ … 9

Аннотация: Рассмотрена проблема защиты данных от неавторизованного доступа посредством аутентификации субъектов по клавиатурному почерку. Предложено использовать параметры давления на клавиши и вибрации клавиатуры совместно с временными характеристиками нажатия клавиш для распознавания печатающего субъекта. Приведены экспериментальные оценки вероятностей ошибок идентификации сетей персептронов, реализованных по ГОСТ Р 52633.5-2011, и сетей квадратичных форм.

Ключевые слова: клавиатурный почерк, давление на клавиши, вибрация клавиатуры, распознавание субъектов, нейронные сети.

Eremenko A. V., Sulavko A. E., Mishin D. V., Fedotov A. A.

COMPUTER USERS RECOGNITION BASED ON KEYBOARD HANDWRITING DYNAMICS WITH USING OF ADDITIONAL FEATURES FROM SPECIAL SENSORS … 9

Abstract: The problem of data protection from unauthorized access through authentication of subjects on keyboard handwriting is considered. We propose to use the parameters of pressure on the keys and the keyboard vibration together with the timing keystrokes to recognize the user. A keyboard with special sensors allowing to record additional parameters was assembled. The estimation error probabilities of identification based on perceptrons networks implemented according to GOST R 52633.5-2011 and networks of quadratic forms was made.

Keywords: handwriting keyboard, the pressure on the keys, the keyboard vibration, user recognition, neural networks.

Сорокин А. А., Горюнов А. А., Марочкин Д. С.

РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА СЕТИ СОТОВОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ МОБИЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ … 16

Аннотация: Рассмотрен измерительный комплекс для мониторинга зоны покрытия сети систем мобильной связи, представляющий собой клиент-серверное программное обеспечение, которое устанавливается на мобильное устройство и сервер. Комплекс позволяет собирать следующие виды информации: уровень сигнала, идентификационные номера базовых станций, координаты места измерения и другие параметры мобильного устройства. Серверная часть обрабатывает информацию, поступающую от мобильных устройств, и интерпретирует ее в виде карты и графиков распределения уровня по зоне обслуживания сети. Экспериментальная проверка подтвердила пригодность комплекса для измерения параметров сети сотовой связи.

Ключевые слова: измерения, комплекс, зона покрытия, оператор мобильной связи, телекоммуникации, управление, анализ, систематизация.

Sorokin A. A., Goryunov A. A., Marochkin D. S.

DISTRIBUTED MEASURING SYSTEM FOR CELLULAR NETWORK BASED ON MOBILE SENSORS … 16

Abstract: The measuring complex presented is client-server software installed on the mobile device and on the server. The complex allows to collect the following types of information: the signal level, the base station identification numbers, the location of the measurement site and other mobile device options. The server processes information from mobile devices, and interprets it as a map and level distribution graphs for the network service area. Experimental verification showed the suitability of the complex to measure parameters of the cellular network.

Keywords: measuring complex network coverage, mobile operator, telecommunications, management, analysis, systematization.

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

Представляет Нижегородский региональный редакционный совет

Nizhny Novgorod Regional Editorial Council presents

Фитасов Е. С.

СИСТЕМА СЕЛЕКЦИИ ИМИТИРУЮЩИХ ПОМЕХ … 24

Аннотация: Описан синтез системы селекции имитирующих помех на основе оценки распределения энергии сигнала по собственным числам корреляционной матрицы. Предложена количественная мера степени когерентности сигналов в виде энтропии распределения сигнала по собственным подпространствам его корреляционной матрицы. Приведены результаты натурных экспериментов и показана эффективность предлагаемой системы.

Ключевые слова: селекция помех, радиолокационные сигналы, когерентность, корреляционная матрица, собственные числа, энтропия.

Fitasov E. S.

THE IMITATION JAM SELECTION SYSTEM BY ESTIMATION SIGNAL ENERGY DISTRIBUTION FOR THE EIGENVALUES OF THE CORRELATION MATRIX … 24

Abstract: Analysis of the radar protection from jamming decoy system based on the evaluation of the signal energy distribution of the eigenvalues of the correlation matrix is provided. The quantitative measure of the degree of coherence of signal in the form of signal distribution entropy eigensubspaces its correlation matrix is offered. Efficiency of proposed method on the example of nature test detection real air targets of suppression of jamming decoy is demonstrated.

Keywords: jam selection, radar signals, coherence, correlation matrix, eigenvalues, entropy

Фитасов Е. С.

СЕЛЕКЦИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПРОЕКЦИОННОГО МЕТОДА ДОПЛЕРОВСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ … 29

Аннотация: Изложен проекционный метод доплеровской фильтрации радиолокационных сигналов в условиях сложной сигнально-помеховой обстановки. Описан синтез групп фильтров с различной шириной зоны режекции, обеспечивающих обнаружение целей на фоне отражений от местных предметов в заданном диапазоне радиальных скоростей и с заданным коэффициентом подавления пассивных помех Показана эффективность доплеровской фильтрации на примере результатов натурных экспериментов по обнаружению воздушных объектов на фоне интенсивных отражений от местных предметов.

Ключевые слова: система селекции движущихся целей, допплеровские фильтры, пассивные помехи, радиолокационные сигналы, зона режекции.

Fitasov E. S.

THE MOVING TARGET SELECTION ON THE BASIS INTERPERIOD DOPPLER FILTER PROCESSING OF RADAR SIGNALS … 29

Abstract: The paper offered method interperiod Doppler filter processings of radar signals Design groups of filters with various width of rejection zone, for the providing detection against reflections from local subjects in the set range of radial speeds and the set factor of passive hindrances suppression is described. Efficiency of this method on the example of nature tests by air targets detection in presence of passive jam and reflections from local subjects is demonstrated.

Keywords: moving target selection system, Doppler filter, passive jam, radar signals, zone of rejection.

Иванников Д. А., Полякова А. Г.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЛЕКСА РАДИОМОНИТОРИНГА ИОНОСФЕРЫ РАКЕТНОГО БАЗИРОВАНИЯ … 33

Аннотация: Рассмотрены особенности проектирования комплекса радиомониторинга ионосферы ракетного базирования. Отмечены основные проблемы, возникающие при реализации заданных технических характеристик. Проведен оптимальный выбор параметров входящих в комплекс систем. Предложены структура комплекса радиомониторинга и вариант практической реализации, обеспечивающие требуемые параметры.

Ключевые слова: ионосфера; радиомониторинг; комплекс радиомониторинга ионосферы ракетного базирования.

Ivannikov D. A., Polyakova A. G.

OPTIMIZING THE STRUCTURE OF THE MISSILE-BASED COMPLEX FOR THE RADIO MONITORING OF IONOSPHERE …33

Abstract: The features of the design and implementation missile-based complex for the radio monitoring of ionosphere are considered. The main problems of the technical specifications implementation are analyzed. The parameters optimization for its main systems is conducted. The structure of radio monitoring complex and the option of its implementation to ensure required parameters are offered.

Keywords: ionosphere; radio monitoring; missile-bases complex for the radio monitoring; superheterodyne method.

Букварев Е. А., Плужников А. Д., Рындык А. Г., Балашова Д. М.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ В МНОГОПРОЦЕССОРНОМ МОДУЛЕ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ …37

Аннотация: Рассмотрен протокол взаимодействия вычислительных узлов в многопроцессорных модулях цифровой обработки сигналов на основе “систем в корпусе”, представляющих кластеры из четырех процессоров 1967ВН028 производства АО “ПКК Миландр”.

Ключевые слова: цифровой сигнальный процессор, “система в корпусе” обработки сигналов, многопроцессорная система, организация интерфейса.

Bukvarev E. A., Pluzhnikov A. D., Ryndyk A. G., Balashova D. M.

INTERFACE PROTOCOL IN MULTIPROCESSOR DIGITAL SIGNAL PROCESSING MODULE …37

Abstract: Interface protocol for multiprocessor computing modules on the base of high-performance “System in package” for data processing produced AO “PKK Milandr” is considered.

Keywords: digital signal processing, “System in package” for data processing, multiprocessing system, interface protocol.

Мельников В. И., Иванов В. В., Тепляшин И. А.

МЕТОДИКА И ПРИБОР ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ИМПЕДАНСА … 44

Аннотация: Представлены методика и конструкция ультразвукового прибора для контроля акустического импеданса жидкости в технологическом процессе. Принцип действия основан на измерении затухания ультразвуковой волны в кольцевом металлическом чувствительном элементе, погруженном в контролируемую жидкость. Приведены результаты экспериментальной проверки прибора в ряде жидкостей с известными физическими свойствами: в различных растворителях, нефтепродуктах, растворах, воде при высоких температурах и давлении (до 350 °С, 18 МПа). Обнаружена зависимость акустического импеданса нефти от обводненности. Предлагаемый прибор позволяет контролировать раздел сред типа вода–нефть, а также качество технологического процесса при производстве, переработке и использовании сырья, в том числе при экстремальных параметрах.

Ключевые слова: акустический импеданс, волновод, пьезопреобразователь, контроль жидкости, обводненность нефти, раздел сред вода-нефть, экстремальные параметры 350 °C, 18 MПa.

Mel’nikov V. I., Ivanov V. V., Teplyashin I. A.

METHODS AND DEVICE FOR ACOUSTIC IMPEDANCE MEASUREMENT OF LIQUID IN THE FLOW … 44

Abstract: The methods and device for acoustic impedance measurement of liquid in order to control the technological processes was developed. The engineering philosophy is based on measurement of the ultrasound wave damping into liquid-immersed metal circular element. The comparison of measured acoustic impedances by developed device with known values of series liquids such solvents, petroleum products, water and different kinds of salvations at high temperature and pressure (up to 350 °C, 18 MPa) was carried out. It has been found that acoustic impedance of oil value depends on water content in the oil. It is possibility by using this methods and device to control different technological processes and quality of liquids in flow at extreme conditions.

Keywords: acoustic impedance, waveguide, piezoelectric transducer, liquid measurement, water cut oil, water-oil interface, high settings: 350 °C, 18 MPa.

Мельников В. И., Иванов В. В., Тепляшин И. А., Тимонин М. А.

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО РЕФЛЕКС-РАДАРНОГО УРОВНЕМЕРА ЖИДКОСТИ … 50

Аннотация: Рассмотрена конструкция микроволнового рефлекс-радарного уровнемера жидкости. Приведены результаты экспериментальных исследований прибора в средах, имеющих различную диэлектрическую проницаемость. Показано, что при измерении уровня жидкости с низкой диэлектрической проницаемостью (нефтепродуктов) следует учитывать уменьшение амплитуды отраженного сигнала и, соответственно, отношения полезный сигнал/шум. Предложенная схема обработки сигналов обеспечивает устойчивую работу прибора в средах с относительной диэлектрической проницаемостью выше 2,0. Прибор может применяться для контроля уровня любых технологических жидкостей в различных отраслях промышленности.

Ключевые слова: микроволновые импульсы, рефлекс-радарный уровнемер, относительная диэлектрическая проницаемость, нефтепродукты.

Mel'nikov V. I., Ivanov V. V., Teplyashin I. A., Timonin M. A.

DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF MICROWAVE REFLEX-RADAR LEVEL GAUGE OF LIQUID … 50

Abstract: The design of microwave reflex-radar level gauge of liquid both law and high dielectric constant was proposed. That has been shown that the decrease of the amplitude of the reflected signal and accordingly the ratio of useful signal to noise determinate for liquid with low dielectric constant (oil) allowance must be made for level control. The proposed scheme signal processing provides stable operation of the device in medium with a relative dielectric constant higher than 2.0. The device can be used for level control of any process liquids in various industries.

Keywords: microwave pulses, reflex-radar level gauge, petroleum products.

***

Сабиров Ф. С.

ДАТЧИКИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ВИБРАЦИЙ И ДИАГНОСТИКА ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ … 55

Аннотация: На основе экспериментальных исследований колебаний в металлорежущих станках показано, что применение трехкомпонентных датчиков вибраций увеличивает точность измерений, значительно расширяет возможности вибрационного анализа, позволяет оценивать траекторию колебательного движения, получать аттракторы и диагностировать на этой основе процесс обработки, состояние режущего инструмента и заготовок.

Ключевые слова: диагностика состояния инструмента, трехкомпонентные датчики вибраций, пространственные колебания, фазовые траектории, аттракторы.

Sabirov F. S.

THE SPATIAL VIBRATION SENSORS AND THEIR APPLICATION FOR DIAGNOSTICS OF PROCESS OF PROCESSING ON THE MACHINE TOOLS … 55

Abstract: On the basis of experimental studies of vibrations in machine tools is shown that the application of three-component vibration sensors increases the accuracy of measurements greatly expands the capabilities of vibration analysis, allows to estimate the trajectory of the oscillatory motion, to obtain the attractors and diagnose on this basis the process of machining, the condition of the cutting tool and the workpiece.

Keywords: diagnostics tool, three-component vibration sensors, spatial variations, phase trajectories, attractors.

Морозов В. П., Бабаян Р. Р.

РАСШИРЕНИЕ ЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА УСИЛИТЕЛЯ СИГНАЛОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ДАТЧИКА … 62

Аннотация: Рассмотрены частотные характеристики масштабирующих усилителей сигналов электромагнитных датчиков. Предложен способ расширения частотной полосы точного масштабирования путем введения дополнительного операционного усилителя.

Ключевые слова: электромагнитный датчик, предварительный усилитель, частотная погрешность

Morozov V. P., Babajan R. R.

THE FREQUENCY RESPONSE WIDENING FOR ELECTROMAGNETIC SENSOR SIGNALS AMPLIFIER … 62

Abstract: The frequency responses of scaling amplifiers for electromagnetic sensors signals are discussed. The way for widening of precise scaling frequency range with use an optional amplifier is proposed.

Keywords: electromagnetic sensor, preamplifier, scaling, frequency-dependent error, frequency range widening.

Фарзане Н. Г., Ибрагимова А. Э.

КАЧЕСТВЕННАЯ И КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ КОМПОНЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ДВУХ ПЛОТНОМЕРОВ … 66

Аннотация: Статья посвящена изучению возможности увеличения достоверности двухпараметрической идентификации компонентов сложных смесей, времени удерживания и молекулярной массы, с использованием двух плотномеров.

Ключевые слова: качественный анализ, хроматограф, стандартная колонка, время удерживания, молекулярная масса, плотномер.

Farzane N. G., Ibragimova A. E.

QUALITATIVE AND QUANTITATIVE COMPONENTS IDENTIFICATION USING TWO DENSIMETERS … 66

Abstract: The article is devoted to studying the possibility of increasing the reliability of the two-parametric identification of complex mixtures components, retention time and molecular weight, using two densimeters.

Keywords: qualitative analysis, chromatograph, standard column, retention time, molecular weight, densimeter.