Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 100
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Temperature Dependence of the Graphene Hall Sensor for Special Applications(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Shuryhin, F. M.; Biliak, R. V.; Liakh-Kaguy, N. S.; Kost, Ya. Ya.; Sukhorebryi, S. P.; Ciuk, T.; El-Ahmar, S.This study investigates the effect of temperature on the parameters of Hall sensors based on quasi-free-standing (QFS) graphene. The graphene layers were obtained using chemical vapor deposition (CVD) on silicon carbide (4H-SiC (0001)) substrates. This approach ensures high material uniformity and reduces the influence of impurities, allowing the fabrication of sensors with improved metrological characteristics. The experimental study was conducted in a temperature range from 30 to 120°C. The dependence of the Hall signal on temperature was measured, and sensor stability was evaluated in long-term tests. To enhance measurement accuracy, the current-spinning technique was employed, effectively reducing parasitic signal components arising from thermoelectric effects and material inhomogeneities. The experimental results indicate that the dependence of the Hall signal on temperature is close to linear for most samples, simplifying temperature correction in practical applications. Some samples exhibit a lower level of temperature-induced variations, which may be attributed to structural variations in the graphene layer or an uneven distribution of residual stresses in the material. The overall signal variation does not exceed 10%, which is acceptable for most technological applications. The obtained results confirm the potential of QFS graphene for Hall sensors capable of operating under varying temperature conditions. Further research may focus on optimizing sensor structures, improving fabrication methods, and developing algorithms for compensating temperature effects.Документ Відкритий доступ A Method for Calculating and Compensating Frequency-Phase Distortions at the Junction and in Signal Fragments With Nonlinear Frequency Modulation(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Kostyria, О. O.; Hryzo, А. A.; Fedorov, А. V.; Lisohorskyi, B. A.; Ushakov, S. I.The use of nonlinear frequency modulated signals in radar technology is due to the possibility of reducing the maximum level of the side lobes of their autocorrelation functions compared to linear frequency modulated signals. One of the promising areas of development of the theory of synthesis of signals with nonlinear frequency modulation is the study of a thin signal structure that is distorted when switching to a new signal fragment. In particular, it was found that jumps in instantaneous frequency and phase at the boundary between fragments cause additional distortions in the frequency-phase structure in subsequent fragments. These phenomena had previously been ignored by researchers. Previous work on the development and study of mathematical models of nonlinear frequency-modulated signals has revealed regularities that describe the change in the frequency-phase structure of the next fragment when the value or order of the oldest derivative of the instantaneous phase function changes. It is found that the number of components in the distortion spectrum is determined by the order of this derivative: for phase distortions — according to its value, for frequency distortions — by one less. Constant components have a physical interpretation and correspond to jumps in instantaneous frequency or phase at the boundary of fragments. The structure of the paper is determined by the research logic. The first section of the paper analyzes the available publications and shows that there is no research in this area. This substantiates the expediency and relevance of the research task set forth in the second section. The third section is devoted to the theoretical substantiation of the main provisions: the calculation expressions for determining the components of frequency-phase distortion in cases where the order of the instantaneous phase function does not change with the transition to a new fragment, increases by one or two. In further research, it is planned to consider the case when the order of the instantaneous phase function decreases with the transition to the next fragment of a nonlinear frequency-modulated signal.Документ Відкритий доступ Алгоритм просторового керування рухом рою БПЛА з лідером на основі синергетичного підходу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Конорєв, О. Ю.; Марченко, П. А.Зазначено, що безпілотні літальні апарати (БПЛА) доцільно використовувати у складі роїв (груп) для виконання завдань у складному середовищі з перешкодами в автоматичному або дистанційно-керованому режимі, що потребує алгоритмізації процесу побудови маршрутів руху. Показано, що проблемними аспектами керування роєм БПЛА є їхнє узгодження для виконання єдиного завдання, забезпечення надійності та стійкості зв’язку, оминання складних статичних і динамічних перешкод на маршруті польоту. Проведено аналіз моделей та алгоритмів побудови маршрутів, зокрема тих, що використовують синергетичний підхід, який ґрунтується на відомому місці розташування всіх інших елементів рою. Такий підхід розглянутий лише теоретично і з типовим прикладом для руху у двомірній площині. Запропоновано вдосконалений алгоритм керування на основі синергетичного підходу для тривимірного простору за наявності лідера, що зменшує обчислювальну складність та час проведення розрахунків. Наведено вираз, що формалізує математичну модель визначення прискорення безпілотного літального апарата із групи (рою), що складається із N елементів. Показано, що для реалізації удосконаленого алгоритму побудови маршруту та керування групою визначення місцеположення ведених елементів групи потрібно проводити відносно позицій маршруту її лідера. Реалізація алгоритму перевірена шляхом математичного моделювання в середовищі Ardupilot SITL та проведенням натурного (льотного) експерименту з використанням групи (рою) з трьох БПЛА типу коптер. Запропонований алгоритм просторового керування рухом рою БПЛА з лідером на основі синергетичного підходу дає змогу утримувати елементи групи у просторі в межах цільової оптимальної відстані між ними. Подальшими дослідженнями слід вважати розроблення методики побудови маршрутів для безколізійного пересування груп (роїв) БПЛА на основі запропонованого алгоритму.Документ Відкритий доступ Optimization of Cartesian Feedback Loops for Wideband SDR Transmitters in 5G Mobile Networks(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Boiko, J. M.; Pyatin, I. S.; Eromenko, O. I.; Karpova, L. V.The article investigates the application of the Cartesian Feedback (CF) loop for distortion compensation in wideband Software-defined radio (SDR) systems, specifically in the context of 5G mobile networks, which incorporate technologies such as Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) and support applications like the Internet of Things (IoT). The purpose of the research is to minimize nonlinear distortions, such as I/Q-imbalance and phase noise, through a combined analog-digital compensation approach that includes Digital Predistortion (DPD) and the use of a CF loop. In addition, the research aims to investigate how these distortions affect the error resilience of 5G systems, particularly in terms of Error Vector Magnitude (EVM) instability, using Signal-Code Constructions (SCC) based on Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check Code (QC-LDPC) and Polar Codes (P-C) with 256-Quadrature Amplitude Modulation (256-QAM). This dual focus enables a comprehensive analysis of both signal correction mechanisms and their impact on communication reliability. This allows for a significant reduction in computational costs and delays, which is crucial for practical applications in 5G and IoT systems. The object of the study is the effectiveness of the CF loop combined with DPD, analyzed through Simulink Matlab, with an evaluation of its impact on the EVM, Modulation Error Ratio (MER), and Bit Error Ratio (BER). As a result of the research, it is shown that the CF loop enhanced with DPD significantly improves signal quality by reducing EVM and enhancing spectral purity compared to traditional compensation methods such as digital equalization and predistortion.The subject of the research is the optimization of the CF loop for wideband SDR transmitters in 5G mobile networks, aiming to enhance efficiency, reduce latency, and ensure high-quality signal transmission in systems that employ technologies such as OFDM and support IoT applications. The proposed approach enhances the reliability and stability of data transmission in modern wireless networks, which is particularly relevant given the increasing demands for speed and quality of service. The results of this study may be beneficial for telecommunications equipment developers and engineers involved in implementing advanced technologies in the field of wireless communication.Документ Відкритий доступ Investigation of the Minimum Possible Temperature of Objects to Compile the Infrared Signature(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Agayev, F. G.; Asadov, H. H.; Aliyeva, G. V.When compiling a signature in a given area of the infrared (IR) range of real terrestrial objects falling on the declining branch of the Planck curve, it is necessary to take into account the strong attenuation of infrared radiation with increasing wavelength. At the same time, such attenuation leads to a significant decrease in the reliability of measurement results with increasing wavelength. Therefore, in order to maintain the same reliability of the results obtained, the width of the spectral IR subband used to calculate the signature should increase with increasing wavelength. Thus, the question on choosing a function of dependence width of the wavelength range used to calculate the signature on the wavelength of the measurement, which could be implemented at a minimum temperature of the object, should be solved. The purpose is to determine the function of dependence of the width of the wavelength range used to calculate the signature on the wavelength of the measurement, which could be implemented at a minimum temperature of the object. Such an optimum function would ensure maximum reliability of the result of calculating the signature of real objects. Method. The problem is solved using the variational optimization method based on the temperature determination formula obtained on the basis of the Planck formula. The study of the denominator of this formula, taking into account the integral constraint set on the desired function, make it possible to determine the optimal type of this function, in which the signature can be calculated at the minimum temperature of the object. Result. The minimum temperature threshold of the object has been determined, which ensures the implementation of the proposed measurement method, in which reliable determination of the infrared signature of the object is possible.Документ Відкритий доступ Широкосмуговий ортомодовий перетворювач на основі двореберного переходу для двополяризаційних супутникових антен(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Пiльтяй, С. I.; Булашенко, А. ВВиконано розробку широкосмугового ортомодового перетворювача для двополяризаційних супутникових антен і здійснено оптимізацію характеристик пристрою при поширенні в ньому основних електромагнітних хвиль. Структура перетворювача базується на дворебеному хвилевідному переході, який дозволяє отримати високий рівень розділення робочих електромагнітних хвиль із перпендикулярними лінійними поляризаціями. Створено комп’ютерні тривимірні моделі хвилевідних компонентів і повної структури ортомодового перетворювача для адекватного та достатньо точного описання фізичних хвильових процесів, що виникають при поширенні електромагнітних хвиль в розробленому пристрої. Крім двореберного переходу структура перетворювача включає декілька видів поворотів хвилеводів у Е-площині, ступінчастий хвилевідний перехід із трьох секцій, а також хвилевідний трійник у Е-площині. За допомогою розроблених моделей виконано параметричну оптимізацію геометричних розмірів окремих хвилевідних компонентів та повної структури ортомодового перетворювача для забезпечення в робочому діапазоні частот 10,7–12,8 ГГц якісного узгодження та ефективної розв’язки портів із перпендикулярними лінійними поляризаціями. Моделювання характеристик виконано за допомогою методу скінченних елементів у частотній області. Для здійснення параметричної оптимізації характеристик використано метод довірчих інтервалів. У результаті отримано ефективне узгодження хвилевідної структури ортомодового перетворювача із розрахованими значеннями коефіцієнтів відбиття менше −29 дБ для обох лінійних поляризацій у всьому робочому діапазоні частот 10,7–12,8~ГГц. Результати комп’ютерного моделювання показують, що розв’язка портів розробленого пристрою потенційно може сягати 70 дБ. Розраховані загальні втрати не перевищують 0,08 дБ при виготовленні конструкції зі сталі. Широкосмуговий ортомодовий перетворювач на основі двореберного переходу може бути використаний у сучасних антенних системах для наземних і супутникових телекомунікацій, а також у радіолокації.Документ Відкритий доступ Синтез смугових фiльтрiв мiлiметрового дiапазону довжин хвиль на поверхнево-iнтегрованих хвилеводах(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Омеляненко, М. Ю.; Романенко, Т. В.; Турєєва, О. В.В роботі представлені результати розробки смуговопропускаючих фільтрів міліметрового діапазону довжин хвиль, виготовлених за SIW–технологією. Основна увага приділена недостатньо висвітленій в сучасній літературі процедурі синтезу таких фільтрів, що дає можливість знайти всі розміри елементів топології фільтрів (так званий dimensional synthesis). Показано, що застосування стандартної процедури для синтезу смугових SIW-фільтрів призводить до незадовільних результатів. Виявлені причини цього дозволили внести необхідні корективи до методу розрахунку. Хоча зазначена розробка процедури синтезу виконується на прикладі розповсюдженої топології смугового фільтра (фільтра на індуктивних штирях), розглянута структура вигідно відрізняється від стандартної для цього випадку тим, що роль крайніх неоднорідностей фільтра тут виконують вузли збудження SIW зі сторони вхідної і вихідної мікросмужкових ліній. Це дозволяє значно зменшити розміри фільтра, рівень його втрат, а також покращити топологічну гнучкість при інтегруванні SIW-фільтра до системи, використовуючи лінійну або кутову реалізацію його топології. Результати теоретичних розрахунків співставлені з даними, отриманими при вимірюванні параметрів виготовлених зразків, а останні – з відомими даними щодо параметрів хвилеводно-планарних фільтрів зі схожими характеристиками. Показано, що хоча останні і мають кращі характеристики щодо мінімальних втрат, SIW-фільтри, виготовлені на сучасних діелектричних матеріалах, співставні з ними по цьому параметру, але значно переважають їх по технологічності, компактності і економічній привабливості.