-

1. Учредитель – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный
университет» (национальный исследовательский университет)
Журнал освещает новые научные достижения и практические разработки ученых по актуальным проблемам
компьютерных технологий, управления и радиоэлектроники.
Основной целью издания является пропаганда научных исследований в следующих областях:
 Автоматизированные системы управления
в энергосбережении
 Автоматизированные системы управления
технологическими процессами
 Антенная техника
 Инфокоммуникационные технологии
 Информационно-измерительная техника
 Навигационные приборы и системы
 Радиотехнические комплексы
 Системы автоматизированного управления
предприятиями в промышленности
 Системы управления летательными аппаратами
Редакционная коллегия:
А.Л. Шестаков, д.т.н., проф.
(отв. редактор);
Л.С. Казаринов, д.т.н., проф.
(зам. отв. редактора);
М.А. Сагадеева, к.ф.-м.н., доц.
(зам. отв. редактора);
Н.В. Плотникова, к.т.н., доц.
(отв. секретарь).
Редакционный совет:
Н.И. Войтович, д.т.н., проф.;
С.Н. Даровских, д.т.н., проф.;
В.Г. Дегтярь, д.т.н., проф., чл.-корр. РАН
(г. Миасс, Челябинская обл.);
В.В. Жиков, д.ф.-м.н., проф. (г. Владимир);
Ю.Т. Карманов, д.т.н., проф.;
Ю.М. Ковалев, д.ф.-м.н., проф.;
О.В. Логиновский, д.т.н., проф.;
В.И. Меркулов, д.т.н., проф. (г. Москва);
Б.Т. Поляк, д.т.н., проф. (г. Москва);
Х. Радев, д.т.н., проф. (г. София, Болгария);
Г.А. Свиридюк, д.ф.-м.н., проф.;
В.Н. Ушаков, д.ф.-м.н., проф., чл.-корр. РАН
(г. Екатеринбург);
А.В. Фурсиков, д.ф.-м.н., проф. (г. Москва);
Л.Н. Шалимов, к.т.н. (г. Екатеринбург);
В.И. Ширяев, д.т.н., проф.;
Ю.Б. Штессель, д.т.н., проф. (г. Хантсвилл,
Алабама, США).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2. South Ural State University
The journal covers new scientific achievements and practical developments of scientists on actual problems
of computer technologies, control and radio electronics.
The main purpose of the series is information of scientific researches in the following areas:
 Automated control systems in energy saving
 Automated process control
 Antenna technique
 Communication technologies
 Information and measuring equipment
 Navigation devices and systems
 Radio engineering complexes
 Computer-aided management of enterprises
in industry
 Control systems of aircrafts
Editorial Board:
A.L. Shestakov, Dr. of Sci. (Eng.), Prof. (executive editor), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation;
L.S. Kazarinov, Dr. of Sci. (Eng.), Prof. (deputy executive editor), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian
Federation;
M.A. Sagadeeva, Cand. of Sci. (Phys. and Math.), Ass. Prof. (deputy executive editor), South Ural State University,
Chelyabinsk, Russian Federation;
N.V. Plotnikova, Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof. (executive secretary), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian
Federation.
Editorial Council:
N.I. Voitovich, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation;
S.N. Darovskykh, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation;
V.G. Degtyar, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Member Correspondent of the Russian Academy of Sciences, Academician
V.P. Makeyev State Rocket Centre, Miass, Chelyabinsk region, Russian Federation;
V.V. Zhikov, Dr. of Sci. (Phys. and Math.), Prof., Vladimir State University Alexander G. and Nicholas G. Stoletovs,
Vladimir, Russian Federation;
Yu.T. Karmanov, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation;
Yu.M. Kovalev, Dr. of Sci. (Phys. and Math.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation;
O.V. Loginovsky, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation;
V.I. Merkulov, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Radio Engineering Corporation “Vega”, Moscow, Russian Federation;
B.T. Polyak, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of Russian Academy of Sciences,
Moscow, Russian Federation;
Kh. Radev, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Technical University, Sofia, Bulgaria;
G.A. Sviridyuk, Dr. of Sci. (Phys. and Math.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation;
V.N. Ushakov, Dr. of Sci. (Phys. and Math.), Prof., Member Correspondent of the Russian Academy of Sciences,
N.N. Krasovsky Institute of Mathematics and Mechanics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences, Ekaterinburg,
Russian Federation;
A.V. Fursikov, Dr. of Sci. (Phys. and Math.), Prof., Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russian Federation;
L.N. Shalimov, Cand. of Sci. (Eng.), Ac. N.A. Semihatov Scientific and Production Association of Automation,
Ekaterinburg, Russian Federation;
V.I. Shiryaev, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation;
Yu.B. Shtessel, Dr. of Sci. (Eng.), Prof., Huntsville, Alabama, USA.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

3. © Издательский центр ЮУрГУ, 2014
СОДЕРЖАНИЕ
ДАРОВСКИХ С.Н., ШИШКОВА Ю.С., ПОПЕЧИТЕЛЕВ Е.П., ЦЕЙЛИКМАН О.Б.,
ВДОВИНА Н.В., ЛАПШИН М.Г. Радиовибрационный механизм взаимодействия биоло-
гической ткани организмов с электромагнитными полями и излучениями ............................. 5
КАРМАНОВ Ю.Т., НИКОЛАЕВ А.Н., ЗЕЛЕНЦОВА Я.Г., ПОВАЛЯЕВ С.В., ЗАЛЯЦКАЯ И.И.
Применение монобитной цифровой технологии обработки радиосигналов в широкодиапа-
зонных радиоэлектронных системах ............................................................................................ 11
ЛАПИН А.П., ДРУЖКОВ А.М., КУЗНЕЦОВА К.В. Вихревой метод измерения расхода:
история вопроса и направления исследований ............................................................................ 19
ЛАСЬКОВ В.В., СИМОНОВ Е.Н. Методы фильтрации изображений в рентгеновской ком-
пьютерной томографии .................................................................................................................. 29
ШАРОВ Р.Ю. Алгоритмизация оперативного управления производством ............................. 34
БАЛЮКОВ А.С. Электронное правительство и гражданская активность. Исследование
спроса и предложения .................................................................................................................... 39
АСТАХОВА Л.В., КОЛОСОВ С.В. Автоматизация процесса разработки индивидуальной
тренинговой программы оптимального развития готовности будущего специалиста к про-
фессиональной деятельности в сложной информационной обстановке ................................... 47
СМИРНОВ Ю.С., ЛАРИОНОВ В.А., ЮРАСОВА Е.В. Технологии обеспечения безопас-
ности инструментальных систем посадки самолетов ................................................................. 57
АБДУЛЛИН Ф.Х., ПИСКОРСКИЙ Д.С., ВДОВИНА Н.В. Исследование помехоустойчи-
вости первичного канала аэродромных обзорных радиолокаторов на модели при воздейст-
вии активных шумоподобных помех .......................................................................................... 65
ЛАСЬКОВ В.В., СИМОНОВ Е.Н. Алгоритм фильтрации рентгеновских томограмм мето-
дом адаптации размера окна фильтра к локальным характеристикам изображения ............... 72
БАЛЮКОВ А.С. Анализ актуальности создания электронного правительства ...................... 78
СОЛОВЬЕВА Н.А. Опыт анализа исполнения музыкального произведения с помощью
точных методов .................................................................................................................................... 86
Краткие сообщения
ЖАБРЕЕВ В.С., ПОЛОВОВА Т.Н. Схема и оценка информационных характеристик обу-
чающегося и профессиональной пригодности специалиста ...................................................... 95
АЛЕКСЕЕВА Е.Ю., БЕСЕДИН А.А., ШАРОВ Р.Ю. Прогнозирование кусочно-стационар-
ных процессов ................................................................................................................................. 99
КАЗАРИНОВ Л.С., БАРБАСОВА Т.А. Управление теплоэнергетическим комплексом
промышленного предприятия на основе концепции энергосберегающей станции ................. 103
АСТАХОВА Л.В., ЛУЖНОВ В.С. Проблемы децентрализации хранения и обработки
информации ограниченного доступа на предприятии ................................................................ 107
НЕВОЛИН В.И., ИВАНЕЕВ Д.В. Оптимизация методов робастной обработки с использо-
ванием простых критериев в концепции байесовского подхода ............................................... 112
ЖАБРЕЕВ В.С., ПОЛОВОВА Т.Н. Модели процесса реализации «бережливого обуче-
ния + шесть сигм» .......................................................................................................................... 119
КАЗАРИНОВ Л.С., ПРОХОРОВА Ю.Ю. Схема управления энергосберегающими проек-
тами на основе партнерства .......................................................................................................... 124
СИНИЦИН В.В. Математическая модель устройства измерения виброускорения подвиж-
ных элементов машин и механизмов ............................................................................................ 127
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

4. CONTENTS
DAROVSKIKH S.N., SHISHKOVA Yu.S., POPECHITELEV E.P., TSEYLIKMAN O.B.,
VDOVINA N.V., LAPSHIN M.G. Radiovibrating Mechanism Interaction of Biological Tissues
of the Organism with Electromagnetic Fields and Radiations ......................................................... 5
KARMANOV Yu.T., NIKOLAEV A.N., ZELENTSOVA Ya.G., POVALYAEV S.V.,
ZALYATSKAYA I.I. Application Monobit Digital Processing Technology in Wideband Radio-
Electronic Systems ........................................................................................................................... 11
LAPIN A.P., DRUZHKOV A.M., KUZNETSOVA K.V. Vortex Method of Flow Measurement:
History and Line of Development .................................................................................................... 19
LASKOV V.V., SIMONOV E.N. Methods of Image Filtering in the X-ray Computed Tomogra-
phy .................................................................................................................................................... 29
SHAROV R.Yu. Algorithmization of Operations Management ...................................................... 34
BALYUKOV A.S. E-Government and Civic Engagement. The Study of Supply and Demand ..... 39
ASTAKHOVA L.V., KOLOSOV S.V. Automating the Process of Development of Individual
Training Programs for Optimal Development Readiness of the Future Experts to Professional
Work in Complex Information Environment ................................................................................... 47
SMIRNOV Yu.S., LARIONOV V.A., YURASOVA E.V. Security Technology of Instrument
Landing Systems .............................................................................................................................. 57
ABDULLIN F.Kh., PISKORSKIY D.S., VDOVINA N.V. Research of the Noise Immunity of
the Airport Surveillance Radar Primary Channel on Model at Influence of Active Noise-Like
Interference ....................................................................................................................................... 65
LASKOV V.V., SIMONOV E.N. Algorithm of Filtering of X-ray Tomograms by Adaptation
Method of the Size of a Filter Window to Local Characteristics of the Image ................................ 72
BALYUKOV A.S. Analysis of the Relevance of E-Government .................................................... 78
SOLOVYEVA N.A. The Experience of Analysis of Music Performance by Means of Precision
Methods .................................................................................................................................................. 86
Brief reports
ZHABREEV V.S., POLOVOVA T.N. Scheme and Assessment of Information Characteristics
of the Being Trained and Professional Suitability of the Expert ...................................................... 95
ALEKSEEVA E.Yu., BESEDIN A.A., SHAROV R.Yu. Prediction Piecewise Stationary
Processes .......................................................................................................................................... 99
KAZARINOV L.S., BARBASOVA T.A. Management of the Heat Power Complex of the Indus-
trial Enterprise on the Basis of the Concept of Conservation Power Plant ...................................... 103
ASTAKHOVA L.V., LUZHNOV V.S. Problems of Decentralization of Storage and Processing
of Information of Limited Access at the Enterprise ......................................................................... 107
NEVOLIN V.I., IVANEEV D.V. The Optimization of Robust Methods of Processing by Using
Simple Criteria in the Concept of a Bayesian Approach .................................................................. 112
ZHABREEV V.S., POLOVOVA T.N. Model of the Process of Implementation of Lean Training +
Six Sigma ......................................................................................................................................... 119
KAZARINOV L.S., PROKHOROVA Yu.Yu. Partnership Based Implementation Scheme
of Energy-Saving Projects ................................................................................................................ 124
SINITSIN V.V. The Mathematical Model of the Device Measuring Acceleration of Moving Parts
of Machines and Mechanisms .......................................................................................................... 127
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

5. 2014, том 14, № 3
5
Введение
К настоящему времени еще не сложилось четкого представления о роли электромагнитных
излучений (ЭМИ) и полей различного происхождения для живых организмов. Результаты ряда
экспериментальных исследований по оценке модифицирующего действия электромагнитных из-
лучений на объекты живой природы не находят зачастую адекватного биофизического толкова-
ния. Именно поэтому рассмотрение новых особенностей (механизмов) взаимодействия биологи-
ческих структур организмов с электромагнитными полями и излучениями является актуальным.
Радиовибрационный механизм взаимодействия биологической ткани организмов
с электромагнитными полями и излучениями
Прежде всего, обратим внимание на тот факт, что биологическая ткань состоит из клеток и
межклеточного пространства. При этом особая роль в клеточном метаболизме принадлежит об-
менным процессам взаимодействия ионов, входящих в состав клетки (преимущественно ионы
калия K+
) и ионов, содержащихся вне её (преимущественно ионы Na+
). Нарушения этого взаимо-
действия лежит в основе возникновения различного рода патологических процессов на различ-
ных уровнях организации организма [1].
Для описания радиовибрационного механизма взаимодействия биологической ткани с элек-
тромагнитными полями и излучениями целесообразно использовать модель биологической тка-
ни, в которой были бы отражены основные её электродинамические свойства.
Ограничимся следующими её электрическими аналогиями. В частности, межклеточное про-
странство будем рассматривать как объемную сеть проводников электрических зарядов, которые
перемещаются по этой сети в зависимости от характеристик электрических полей эндогенного и
экзогенного происхождения. В ячейках этой сети находятся клетки, мембраны которых образуют
поверхность указанных проводников. В зависимости от состояния клетки внешняя часть клеточ-
ной мембраны может быть заряжена или положительно, или отрицательно. Такая биофизическая
особенность клеточного метаболизма создает в межклеточном пространстве на коротких рас-
стояниях, равных среднему размеру диаметра клетки (около 10 мкм) непродолжительные по вре-
мени (от долей до единиц миллисекунд) разности потенциалов (несколько десятков милливольт),
способствующих переносу ионов от одних участков клеточных структур к другим.
Таким образом, согласно описанной модели межклеточное пространство представляет собой
пространство короткоживущих разнонаправленных потоков заряженных частиц (катионов и
анионов). Вышеназванные потоки заряженных частиц в межклеточном пространстве можно
УДК 577.35
РАДИОВИБРАЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ ОРГАНИЗМОВ
С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ И ИЗЛУЧЕНИЯМИ
С.Н. Даровских, Ю.С. Шишкова, Е.П. Попечителев,
О.Б. Цейликман, Н.В. Вдовина, М.Г. Лапшин
Приведено обоснование радиовибрационного механизма взаимодействия био-
логической ткани организмов с электромагнитными полями и излучениями. В его
основе лежат обменные процессы межклеточного ионного взаимодействия в элек-
тромагнитных полях эндогенного и экзогенного природного происхождения. Его
использование позволяет дать биофизическую интерпретацию результатов ранее
проведенных экспериментальных исследований по оценке противовоспалительного
действия электромагнитных излучений природного происхождения при лечении
широкого спектра заболеваний человека. Широкое внедрение нового поколения
разработанных аппаратно-программных средств в мировую систему здравоохране-
ния позволит значительно ослабить современные проблемы антибиотикотерапии.
Ключевые слова: радиовибрационный механизм, противовоспалительный эффект,
космический микроволновый фон, сила Ампера.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

6. Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
6
представить как проводники с электрическим током плотности
дятся в магнитном поле Земли
сила Ампера [2]
dF = j × BdV.
При этом многообразие амплитудных значений плотностей электрических токов, их напра
лений порождают и многообразие по амплитуде и направлению сил Ампера, действующих на
мембраны клеток, образующие вышеназванные проводники.
Под воздействием этих сил, которые носят пульсирующий характер, будет происходить пр
странственно разнесенное возбуждение акустических колебаний в клеточных структурах за счет
упругих деформаций мембран клеток. Такой радиовибра
основе обеспечения необходимых условий для выполнения клеткой сократительной функции,
повышение её двигательной активности.
Аналогичные процессы будут иметь место и при воздействии на клеточные структуры эле
тромагнитных излучений низкой интенсивности (менее 10 мВт/см
Отличие будет состоять лишь в том, что характер движения заряженных частиц будет опред
ляться не только электрическими процессами эндогенного происхождения, но и параметрами
внешнего электромагнитного излучения: его амплитудно
зацией и интенсивностью.
Именно этот эффект можно положить в основу объяснения высокой эффективности прим
нения сложно-модулированных электромагнитных излучений низкой интенс
менте при удлинении голени у собак [3].
Клеточные структуры организма являются достаточно сложными системами. Управление
сложной системой в целях поддержания в них гомеостатических процессов должно обладать т
ким же необходимым разнообраз
нове использования электромагнитных излучений экзогенного происхождения напрямую связано
с космическим микроволновым фоном [5]. Его использование позволяет «включить» в организме
эволюционно сформированные высокоэффективные механизмы регуляции. К сожалению, в н
стоящее время такие механизмы используются организмом не в полной мере из
действия на него электромагнитных полей и излучений антропогенного происхождения, а также
других экологически неблагоприятных факторов.
На основании полученных экспериментальных данных [6
тромагнитные поля и излучения антропогенного происхождения вносят определенный «электр
динамический диссонанс» в метаболические процессы кл
шинстве случаев такие поля и излучения следует рассматривать для клеточных структур как
стресс-фактор со всеми негативными для них последствиями.
Для противодействия указанному процессу необходимо восстановить управляющую
природного электромагнитного фактора [9]. Для восстановления управляющей роли природного
электромагнитного фактора в виде космического микроволнового фона необходимо использов
ние моделированного его аналога, интенсивность которого была бы сравнима с
электромагнитного излучения антропогенного происхождения [5].
В настоящее время разработаны устройства микроволновой
лечения широкого спектра заболеваний человека применяется моделированный космический
микроволновой фон.
Рис. 1. Устройства микроволновой терапии
С.Н. Даровских, Ю.С. Шишкова, Е.П. Попечителев,
О.Б. Цейликман, Н.В. Вдовина,
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
представить как проводники с электрическим током плотности j. Так как эти проводники нах
дятся в магнитном поле Земли c индукцией B, то на элемент объема dV их, будет действовать
При этом многообразие амплитудных значений плотностей электрических токов, их напра
лений порождают и многообразие по амплитуде и направлению сил Ампера, действующих на
е вышеназванные проводники.
Под воздействием этих сил, которые носят пульсирующий характер, будет происходить пр
странственно разнесенное возбуждение акустических колебаний в клеточных структурах за счет
упругих деформаций мембран клеток. Такой радиовибрационный эффект (механизм) лежит в
основе обеспечения необходимых условий для выполнения клеткой сократительной функции,
повышение её двигательной активности.
Аналогичные процессы будут иметь место и при воздействии на клеточные структуры эле
излучений низкой интенсивности (менее 10 мВт/см2
) микроволнового диапазона.
Отличие будет состоять лишь в том, что характер движения заряженных частиц будет опред
ляться не только электрическими процессами эндогенного происхождения, но и параметрами
го электромагнитного излучения: его амплитудно-частотными характеристиками, поляр
Именно этот эффект можно положить в основу объяснения высокой эффективности прим
модулированных электромагнитных излучений низкой интенс
менте при удлинении голени у собак [3].
Клеточные структуры организма являются достаточно сложными системами. Управление
сложной системой в целях поддержания в них гомеостатических процессов должно обладать т
ким же необходимым разнообразием, как и сама система [4]. В природе такое управление на о
нове использования электромагнитных излучений экзогенного происхождения напрямую связано
с космическим микроволновым фоном [5]. Его использование позволяет «включить» в организме
мированные высокоэффективные механизмы регуляции. К сожалению, в н
стоящее время такие механизмы используются организмом не в полной мере из
действия на него электромагнитных полей и излучений антропогенного происхождения, а также
логически неблагоприятных факторов.
На основании полученных экспериментальных данных [6–8] можно утверждать, что эле
тромагнитные поля и излучения антропогенного происхождения вносят определенный «электр
динамический диссонанс» в метаболические процессы клеточных структур организма. В бол
шинстве случаев такие поля и излучения следует рассматривать для клеточных структур как
фактор со всеми негативными для них последствиями.
Для противодействия указанному процессу необходимо восстановить управляющую
природного электромагнитного фактора [9]. Для восстановления управляющей роли природного
электромагнитного фактора в виде космического микроволнового фона необходимо использов
ние моделированного его аналога, интенсивность которого была бы сравнима с
электромагнитного излучения антропогенного происхождения [5].
В настоящее время разработаны устройства микроволновой терапии (рис
лечения широкого спектра заболеваний человека применяется моделированный космический
Рис. 1. Устройства микроволновой терапии
С.Н. Даровских, Ю.С. Шишкова, Е.П. Попечителев,
Н.В. Вдовина, М.Г. Лапшин
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
. Так как эти проводники нахо-
их, будет действовать
При этом многообразие амплитудных значений плотностей электрических токов, их направ-
лений порождают и многообразие по амплитуде и направлению сил Ампера, действующих на
Под воздействием этих сил, которые носят пульсирующий характер, будет происходить про-
странственно разнесенное возбуждение акустических колебаний в клеточных структурах за счет
ционный эффект (механизм) лежит в
основе обеспечения необходимых условий для выполнения клеткой сократительной функции,
Аналогичные процессы будут иметь место и при воздействии на клеточные структуры элек-
) микроволнового диапазона.
Отличие будет состоять лишь в том, что характер движения заряженных частиц будет опреде-
ляться не только электрическими процессами эндогенного происхождения, но и параметрами
частотными характеристиками, поляри-
Именно этот эффект можно положить в основу объяснения высокой эффективности приме-
модулированных электромагнитных излучений низкой интенсивности в экспери-
Клеточные структуры организма являются достаточно сложными системами. Управление
сложной системой в целях поддержания в них гомеостатических процессов должно обладать та-
ием, как и сама система [4]. В природе такое управление на ос-
нове использования электромагнитных излучений экзогенного происхождения напрямую связано
с космическим микроволновым фоном [5]. Его использование позволяет «включить» в организме
мированные высокоэффективные механизмы регуляции. К сожалению, в на-
стоящее время такие механизмы используются организмом не в полной мере из-за сильного воз-
действия на него электромагнитных полей и излучений антропогенного происхождения, а также
8] можно утверждать, что элек-
тромагнитные поля и излучения антропогенного происхождения вносят определенный «электро-
еточных структур организма. В боль-
шинстве случаев такие поля и излучения следует рассматривать для клеточных структур как
Для противодействия указанному процессу необходимо восстановить управляющую роль
природного электромагнитного фактора [9]. Для восстановления управляющей роли природного
электромагнитного фактора в виде космического микроволнового фона необходимо использова-
ние моделированного его аналога, интенсивность которого была бы сравнима с интенсивностью
терапии (рис. 1), в которых для
лечения широкого спектра заболеваний человека применяется моделированный космический
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

7. Радиовибрационный механизм взаимодействия биологической ткани
организмов с электромагнитными полями и излучениями
2014, том 14, № 3
7
Основными принципами их построения, которые отражают основные характеристики микро-
волнового излучения ближнего и дальнего космоса, а также современное соотношение природ-
ного и антропогенного электромагнитного фактора, являются [10, 11]:
– использование одноканальных или многоканальных широкополосных передающих уст-
ройств в диапазонах микроволнового излучения природных источников ближнего и дальнего
космоса, обеспечивающих излучение электромагнитной энергии с различными видами поляриза-
ций и плотностью потока, сравнимого с интенсивностью электромагнитного фона антропогенно-
го происхождения;
– для частотной и амплитудной модуляции высокочастотных излучений необходимо исполь-
зование реальных параметров низкочастотных флуктуаций космического микроволнового фона
или их аналогов, которые формируются аппаратными или программными средствами.
В разработанных устройствах для имитации космического микроволнового фона в диапазоне
частот около 4,1 ГГц используются сложные виды амплитудной и частотной модуляции. Спек-
тры генерируемых ими электромагнитных излучений (рис. 2) отражают многообразие флуктуа-
ции космического микроволнового фона.
Рис. 2. Спектры электромагнитных излучений
Одно из эффективных приложений использования моделированного космического микро-
волнового фона может быть связано с повышением эффективности клеточного иммунитета орга-
низмов.
Давно установлено, что снижение эффективности клеточного иммунитета не позволяет орга-
низму противостоять развитию в организме патогенной микрофлоры, которая со временем начи-
нает функционировать, как самостоятельная экосистема, способная противостоять воздействию
антибиотиков не только эндогенного, но и экзогенного происхождения.
В этих условиях восстановление защитных функций организма может быть достигнуто за
счет разобщения (раздробления) патогенной микрофлоры. Для этого необходимо осуществить
воздействие на нее электромагнитным излучением низкой интенсивности с указанной выше час-
тотно-временной структурой. Возбуждение при этом излучении в патогенной микрофлоре упру-
гих колебаний будет лежать в основе разобщения клеточной структуры на более мелкие её фраг-
менты. В этой связи есть все основания предполагать, что указанное дробление будет сопро-
вождаться изменением биофизических и биохимических свойств патогенной микрофлоры и, как
следствие, способствовать снижению её резистентности к антимикробным препаратам.
Заключение
Рассмотренный выше «радиовибрационный механизм» является отражением новых особен-
ностей взаимодействия организмов с электромагнитными полями и излучениями. Он позволяет
дать биофизическую интерпретацию результатов ранее проведенных экспериментальных иссле-
дований по оценке противовоспалительного действия электромагнитных излучений природного
происхождения при лечении широкого спектра заболеваний человека [12–15]. Высокая эффек-
тивность противовоспалительного действия разработанных аппаратных средств указывает на то,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

8. С.Н. Даровских, Ю.С. Шишкова, Е.П. Попечителев,
О.Б. Цейликман, Н.В. Вдовина, М.Г. Лапшин
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
8
что уже сейчас можно говорить о разработке новой, очень перспективной, технологии лечения
воспалительных заболеваний при использовании радиофизического подхода. Широкое внедре-
ние этой технологии в мировую систему здравоохранения позволит значительно ослабить совре-
менные проблемы антибиотикотерапии.
Литература
1. Самойлов, В.О. Медицинская физика: учеб. / В.О. Самойлов. – СПб.: Спецлит, 2007. –
560 с.
2. Орир, Дж. Физика: в 2 т. / Дж. Орир; пер. с англ. под ред. Е.М.Лейкина. – М.: Мир, 1981. –
622 с.
3. Опыт применения микроволновой магниторезонансной терапии в эксперименте при удли-
нении голени у собак / Г.В. Дьячкова, С.Н. Даровских и др. // Биомедицинские технологии и радио-
электроника. – 2005. – № 1– 2. – С. 100–103.
4. Эшби, У. Введение в кибернетику / У. Эшби; пер. с англ. Д.Г. Лахути; под ред. В.А. Успен-
ского. – М.: Изд-во иностран. лит., 1959. – 432 с.
5. Даровских, С.Н. Управляющая роль в живой природе реликтового излучения центра Все-
ленной / С.Н. Даровских, А.Г. Рассохин, М.Е. Кузнецов // Биомедицинские технологии и радио-
электроника. – 2005. – № 6. – С. 40–45.
6. Григорьев, Ю.Г. Электромагнитные поля и здоровье человека / Ю.Г. Григорьев. – М.:
РУДН, 2002. – 177 с.
7. Григорьев, Ю.Г. Биоэффекты хронического воздействия электромагнитных полей радио-
частотного диапазона малых интенсивностей (стратегия нормирования) / Ю.Г. Григорьев,
А.В. Шафиркин, А.Л. Васин // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2003. – Т. 43, № 5. –
С. 501–511.
8. Григорьев, Ю.Г. Электромагнитные поля сотовых телефонов и здоровье детей и подро-
стков (Ситуация, требующая принятия неотложных мер) / Ю.Г. Григорьев // Радиационная
биология. Радиоэкология. – 2005. – Т. 45, № 4. – С. 442–450.
9. Информационно-волновая концепция противодействия электромагнитному загрязнению
окружающей среды и другим негативным факторам антропогенного происхождения / С.Н. Да-
ровских, А.А. Разживин и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2008. – № 11. – С. 20–28.
10. Даровских, С.Н. Основы построения устройств информационной электромагнитной те-
рапии / С.Н. Даровских. – Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2011. – 138 с.
11. Modern aspects of construction of information microwave therapy devices / S. Darovskih,
E. Popechitelev, N. Vdovina, I. Novikov // Natural Science. – 2013. – Vol. 5. – P. 1230–1237.
doi: 10.4236/ns.2013.512150.
12. Эффективность микроволновой магниторезонансной терапии при обструктивном брон-
хите у детей / А.Н. Узунова, М.Л. Зайцева, С.Н. Даровских и др. // Педиатрия. – 1995. – № 5. –
С. 44–45.
13. Микроволновая терапия в комплексе лечения хронического вторичного пиелонефрита у
детей / А.Н. Узунова, Е.В. Курилова, С.Н. Даровских, Н.А. Козловская // Вопросы курортологии
физиотерапии. – 1997. – № 3. – С. 27–28.
14. Узунова, А.Н. Влияние микроволновой магниторезонансной терапии на некоторые фак-
торы местной иммунной защиты респираторного тракта у часто болеющих детей / А.Н. Узу-
нова, Е.В. Курилова, С.Н. Даровских // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физиче-
ской культуры. – 2004. – № 6. – С. 27–29.
15. Узунова, А.Н. Использование физиотерапевтического аппарата микроволновой магни-
торезонансной терапии для коррекции метаболических нарушений при пневмонии у детей /
А.Н. Узунова, Н.В. Горлова, С.Н. Даровских // Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохра-
нение, физическая культура». – 2006. – № 1–3. – С. 252–255.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

9. Радиовибрационный механизм взаимодействия биологической ткани
организмов с электромагнитными полями и излучениями
2014, том 14, № 3
9
Даровских Станислав Никифорович, д-р техн. наук, профессор кафедры инфокоммуника-
ционных технологий, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); darovskih.s
@mail.ru.
Шишкова Юлия Сергеевна, д-р мед. наук, профессор кафедры микробиологии, вирусоло-
гии, иммунологии и клинической лабораторной диагностики, Южно-Уральский медицинский
университет (г. Челябинск); shishkova_yulia@mail.ru.
Попечителев Евгений Парфирович, д-р техн. наук, профессор кафедры биотехнических
систем, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет (Санкт-Петер-
бург); eugeny_p@mail.ru.
Цейликман Ольга Борисовна, д-р мед. наук, профессор кафедры технологии спорта и сис-
темного анализа, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); tssa@istis.ru.
Вдовина Надежда Владимировна, старший преподаватель кафедры инфокоммуникацион-
ных технологий, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); nadzh@yandex.ru.
Лапшин Максим Григорьевич, канд. биол. наук, кафедра управления персоналом, Южно-
Уральский государственный университет (г. Челябинск); lapshin1982@yandex.ru.
Поступила в редакцию 15 апреля 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Computer Technologies, Automatic Control, Radio Electronics”
2014, vol. 14, no. 3, pp. 5–10
RADIOVIBRATING MECHANISM INTERACTION
OF BIOLOGICAL TISSUES OF THE ORGANISM
WITH ELECTROMAGNETIC FIELDS AND RADIATIONS
S.N. Darovskikh, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
darovskih.s@mail.ru,
Yu.S. Shishkova, South Ural Medical University, Chelyabinsk, Russian Federation,
shishkova_yulia@mail.ru,
E.P. Popechitelev, Saint Petersburg Electrotechnical University, Saint Petersburg,
Russian Federation, eugeny_p@mail.ru,
O.B. Tseylikman, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
tssa@istis.ru,
N.V. Vdovina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
nadzh@yandex.ru,
M.G. Lapshin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
lapshin1982@yandex.ru
The article describes the case of radio vibrating mechanism interaction of biological
tissue of the organisms to electromagnetic fields and radiation. It is based on the metabolic
processes of the intercellular ion interactions in the electromagnetic fields of natural
endogenous and exogenous origin. Its use allows us to give biophysical interpretation of
the results previously conducted experimental studies evaluating of anti-inflammatory ac-
tion of electromagnetic radiation of natural origin in the treatment of a wide range of hu-
man diseases. Widespread introduction of a new generation developed hardware and
software to the world health system will significantly weaken the current problems of an-
tibiotic therapy.
Keywords: radio vibrating mechanism, anti-inflammatory action, cosmic microwave
background, Ampere force.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

10. С.Н. Даровских, Ю.С. Шишкова, Е.П. Попечителев,
О.Б. Цейликман, Н.В. Вдовина, М.Г. Лапшин
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
10
References
1. Samoylov V.O. Meditsinskaya fizika. Uchebnik [Medical Physics. Textbook]. St. Petersburg,
Spetslit, 2007. 560 p.
2. Orir J. Fizika. V 2-kh tomakh [Physics. In 2 Volumes]. Moscow, Mir, 1981. 622 p.
3. D'yachkova G.V., Darovskikh S.N. et al. [Experience in the Application of Microwave Magnetic
Resonance Therapy Experiment at Leg Lengthening at Dogs]. Biomedical Technologies and Radioelec-
tronics, 2005, no. 1–2, pp. 100–103. (in Russ.)
4. Eshbi U. Vvedenie v kibernetiku [Introduction to Cybernetics]. Moscow, Publ. House of Foreign
Lit., 1959. 432 p.
5. Darovskikh S.N, Rassokhin A.G., Kuznetsov M.E. [Role in Managing Wildlife Relic Radiation
Center of the Universe]. Biomedical Technologies and Radioelectronics, 2005, no. 6, pp. 40–45. (in Russ.)
6. Grigor'ev Yu.G. Elektromagnitnye polya i zdorov'e cheloveka [Electromagnetic Fields and Hu-
man Health]. Moscow, RUDN, 2002. 177 p.
7. Grigor'ev Yu.G., Shafirkin A.V., Vasin A.L. [Bioeffects of Chronic Exposure to Radio Frequen-
cy Electromagnetic Fields of Low Intensity Range (Strategy Valuations)]. Radiation Biology, Radio
Ecology, 2003, vol. 43, no. 5, pp. 501–511. (in Russ.)
8. Grigor'ev Yu.G. [Electromagnetic Fields of Cell Phones and the Health of Children and Adoles-
cents (This Situation Requires Urgent Action)]. Radiation Biology, Radio Ecology, 2005, vol. 45, no. 4,
pp. 442–450. (in Russ.)
9. Darovskikh S.N., Razzhivin A.A. et al. [Information-Wave Concept Countering Electromagnetic
Pollution and Other Negative Factors of Anthropogenic Origin]. Biomedical Radioelectronics, 2008,
no. 11, pp. 20–28. (in Russ.)
10. Darovskikh S.N. [Fundamentals of Building Information Electromagnetic Therapy Devices].
Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2011. 138 p.
11. Darovskih S., Popechitelev E., Vdovina N. and Novikov I. Modern Aspects of Construction of
Information Microwave Therapy Devices. Natural Science, 2013, vol. 5, pp. 1230–1237. doi:
10.4236/ns.2013.512150.
12. Uzunova A.N., Zaytseva M.L., Darovskikh S.N., Ryabova N.D., Koptyaeva N.V. [Effectiveness
of Microwave Magnetic Resonance Therapy for Obstructive Bronchitis at Children]. Pediatrics, 1995,
no. 5, pp. 44–45. (in Russ.)
13. Uzunova A.N., Kurilova E.V., Darovskikh S.N., Kozlovskaya N.A. [Microwave Therapy in the
Complex Treatment of Chronic Secondary Pyelonephritis at Children]. Questions of Resort Physical
Therapy, 1997, no. 3, pp. 27–28. (in Russ.)
14. Uzunova A.N., Kurilova E.V., Darovskikh S.N. [Influence of Microwave Magnetic Resonance
Therapy on Certain Factors of the Local Immune Defense of the Respiratory Tract at Sickly Children].
Questions of Resort Physical Therapy and Medical Physical Culture, 2004, no. 6, pp. 27–29. (in Russ.)
15. Uzunova A.N., Gorlova N.V., Darovskikh S.N. [Using Physiotherapy Apparatus Microwave
Magnetic Resonance Therapy to Correct Metabolic Abnormalities at Children with Pneumonia]. Bulletin
of the South Ural State University. Ser. Education, Healthcare Service, Physical Education, 2006,
no. 1–3, pp. 252–255. (in Russ.)
Received 15 April 2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

11. 2014, том 14, № 3
11
Введение
Логика развития современного информационного общества определяет тенденцию постоян-
ного роста требований по расширению рабочих частотных диапазонов, выполняемых функций,
увеличения точности и повышения быстродействия аппаратуры радиоэлектронных средств ра-
диолокации, радионавигации и радиосвязи, с одновременным уменьшением их габаритов, энер-
гопотребления и стоимости.
Так, например, за последние 5 лет требования к ширине рабочего частотного диапазона ра-
диоэлектронных систем (РЭС) возросли в несколько раз. Стандартный рабочий диапазон частот
4–18 ГГц ранее обслуживался как минимум тремя комплектами (литерами) радиоэлектронной
аппаратуры. В настоящее время его необходимо обслуживать одним литером аппаратуры с
улучшенными техническими и массогабаритными характеристиками.
Классические приемы расширения диапазона частот РЭС путем совершенствования СВЧ-узлов
приемников радиосигналов, наращивания рабочей полосы каналов СВЧ-приемников и увеличения
их числа исчерпали себя и не могут обеспечить требуемое расширение рабочего диапазона частот.
Например, матричный способ организации приема радиосигналов в широком диапазоне частот
практически не работоспособен при расширении полосы каналов свыше 1–2 ГГц из-за резкого воз-
растания числа обрабатываемых радиосигналов и искажений частотных характеристик каналов [1].
На сегодняшнем этапе развития радиоэлектроники существенного расширения частотного
диапазона РЭС с одновременным улучшением их технических и массогабаритных характеристик
можно достичь путем использования цифровых технологий обработки радиосигналов.
Цифровые технологии обработки радиосигналов позволяют избавиться от многих пороков
аналоговых приемников РЭС с одновременным расширением их рабочей полосы и уменьшением
габаритов.
В настоящей статье анализируется возможность создания широкодиапазонных цифровых
устройств на основе монобитного цифрового аналого-цифрового преобразования сигналов.
1. Анализ существующих способов расширения частотного диапазона
цифровых устройств РЭС
На рис. 1 систематизированы существующие и перспективные способы цифровой обработки
радиосигналов, которые потенциально могут быть использованы для создания широкополосных
цифровых устройств.
УДК 621-37
ПРИМЕНЕНИЕ МОНОБИТНОЙ ЦИФРОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ОБРАБОТКИ РАДИОСИГНАЛОВ В ШИРОКОДИАПАЗОННЫХ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ
Ю.Т. Карманов, А.Н. Николаев, Я.Г. Зеленцова,
С.В. Поваляев, И.И. Заляцкая
Рассмотрены и проанализированы существующие и перспективные способы
цифровой обработки радиосигналов, которые потенциально могут быть использо-
ваны для создания широкополосных цифровых устройств обработки радиосигналов.
Показано, что наиболее удобным, доступным и недорогим инструментом при соз-
дании цифровых устройств обработки радиосигналов в широком диапазоне частот
(до 20 000 МГц), является монобитная цифровая технология обработки радиосигна-
лов. Установлено, что монобитную цифровую технологию обработки радиосигна-
лов целесообразно применять в широкодиапазонных радиоэлектронных системах
(РЭС) для быстрого обнаружения радиосигналов, быстрого (но достаточно грубого)
определения их несущих частот, разностей фаз радиоимпульсов РЭС. Рассмотрена
структура и алгоритмы обработки радиосигналов типового монобитного цифрового
устройства обработки радиосигналов.
Ключевые слова: монобитная цифровая технология, радиоэлектронные сис-
темы, аналого-цифровое преобразование, быстрое преобразование Фурье.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

12. Ю.Т. Карманов, А.Н. Николаев, Я.Г. Зеленцова,
С.В. Поваляев, И.И. Заляцкая
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
12
Рис. 1. Способы обработки СВЧ-радиосигналов в широком частотном диапазоне
На сегодняшний день широко используется «квадратурный» способ цифровой обработки
сигналов, основанный на предварительном смещении спектра частот в «нулевую» область, выде-
ления квадратурных составляющих сигналов с последующим их аналого-цифровым преобразо-
ванием (АЦП).
Впечатляющие успехи в области телекоммуникаций и радиосвязи во многом обязаны этому
способу. Этим объясняются широкие возможности по его технической реализации на специально
разработанной элементной базе.
Вместе с тем использование только квадратурного способа обработки радиосигналов для
кардинального расширения частотного диапазона требует увеличения тактовых частот цифровых
узлов (АЦП, ПЛИС, ЦАП) до нескольких десятков тысяч мегагерц.
Так, например, для обработки сигналов в полосе 2 ГГц квадратурным способом необходима
тактовая частота цифровых устройств в 2,5 ГГц. В РЭС требуемая полоса достигает десятков ги-
гагерц. Поэтому, несмотря на достоинства квадратурного способа, он может использоваться в
перспективных РЭС только в совокупности с другими способами.
Вместе с тем, с появлением на рынке широкополосных квадратурных СВЧ-демодуляторов,
способных функционировать на частотах до 18–20 ГГц, ситуация изменится и данный способ
будет самостоятельно использоваться для широкополосной ЦОС.
Второй способ носит инновационный характер. Он основан на бурно развивающемся на-
правлении обработки сигналов – «радиофотонике». В данном способе обрабатываемые радио-
сигналы предварительно переносятся в область оптических частот и преобразуются в поток циф-
ровых слов с частотами до 100 000 МГц. Однако для его практического применения необходимо
решить ряд проблем.
Во-первых, при радиофотонном способе обработки радиосигнал преобразуется в высокоско-
ростной цифровой поток, частота следования импульсов в котором доходит до 50–100 ГГц. Се-
годня не существует цифровых устройств, способных обрабатывать такие скоростные цифровые
потоки. Перспективы решения данной задачи туманны и требуют привлечения для этих целей
новых физических принципов и идей.
Во-вторых, до инженерного воплощения в виде элементной базы радиофотонных АЦП и т. п.
очень далеко. А без такого инженерного воплощения идей бесполезно обсуждать перспективы
применения их в РЭС.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

13. Применение монобитной цифровой технологии обработки радиосигналов
в широкодиапазонных радиоэлектронных системах
2014, том 14, № 3
13
Следующие способы широкодиапазонной цифровой обработки радиосигналов основаны на
непосредственном преобразовании радиоколебаний в скоростной поток цифровых отсчетов.
Заслуживают внимание два способа, позволяющие потенциально расширить частотный диа-
пазон РЭС.
Первый способ основан на прямом преобразовании радиосигнала многоразрядными скоро-
стными АЦП с последующей обработкой цифрового потока скоростными ПЛИС по типовым ал-
горитмам.
Если при этом АЦП использует только первую зону Найквиста (частота сигнала
c т(0,4 0,45)f f  ), то полоса частот обрабатываемых радиосигналов будет не больше, чем в
классическом квадратурном методе.
Однако если использовать многоразрядные АЦП, способные обрабатывать радиосигналы во
2-й, 3-й и т. д. зонах Найквиста (частота сигнала c т( / 2)f k f , k – номер зоны Найквиста), то
возможно расширение полосы обрабатываемых сигналов в k раз.
Например, при 3k  и 4k  можно достичь диапазона частот обработки радиосигналов до
10 000 МГц.
Использование зон Найквиста при 1k  порождает неоднозначности определения частотных
составляющих спектра обрабатываемого сигнала. В этом случае радиосигналы, принятые в ши-
роком диапазоне частот шириной т( / 2)k f , «сворачиваются» в более узкий диапазон частот ши-
риной т0,9( / 2)f . Это обстоятельство порождает ряд проблем, требующих для решения привле-
чения дополнительных способов.
Во-первых, чтобы «восстановить» истинную информацию о частотах спектральных состав-
ляющих радиосигнала приходится использовать несколько АЦП с разными тактовыми частота-
ми. При этом возрастают массогабаритные характеристики, сложность и стоимость устройства,
возникают дополнительные ошибки.
Во-вторых, «свертка» большого числа сигналов из широкого частотного диапазона в узкий
диапазон частот неизбежно порождает взаимные помехи, которые не только ухудшают качество
обработки сигналов, но и существенно увеличивают время, необходимое для устранения «неод-
нозначности», что создает проблемы при обработке импульсных радиосигналов с изменяющейся
частотой от импульса к импульсу. В диапазоне 1–18 ГГц работает много РЭС, и наличие большо-
го числа радиосигналов является обыденным явлением.
Второй способ [2–12] основан на применении высокоскоростных однобитных (монобитных)
АЦП, известных как «компараторы» сигналов.
Заманчиво использовать монобитное преобразование радиосигналов, так как при этом:
 в качестве АЦП можно использовать давно известные «компараторы» сигналов, в которых
тактовая частота достигает > 40 000 МГц и они способны преобразовывать радиосигналы в циф-
ровые отсчеты в первой зоне Найквиста с несущей частотой до 20 000 МГц, где отсутствует не-
однозначность по частоте; ВЧ-компараторы могут работать также и в зонах Найквиста высоких
порядков;
 монобитные цифровые потоки имеют возможность работать с ПЛИС, сигнальными про-
цессорами и т. п. с невысокими тактовыми частотами, так как существуют надежные и недорогие
микросхемы – демультиплексоры, преобразующие высокоскоростной цифровой поток в сово-
купность субпотоков (фаз) с меньшей частотой. Кроме того, монобитный поток цифровых отсче-
тов имеет меньшую интенсивность, чем многоразрядные потоки.
 алгоритмы обработки монобитного цифрового потока сильно упрощаются и ускоряются,
так как многие операции типа умножения, деления, сложения вырождаются в стандартные логи-
ческие операции.
Вместе с тем, переход от многоразрядных АЦП к монобитным АЦП ведет к частичной поте-
ре информации о радиосигнале, что может ухудшить качество обработки радиосигналов. Поэто-
му отметим, что переход к монобитным АЦП, по существу означает обработку радиосигналов,
жестко ограниченных по амплитуде.
Особенности обработки ограниченных по амплитуде радиосигналов подробно изучены.
Показано, что в ряде случаев ограничение сигналов по амплитуде не вносит больших искаже-
ний. В частности, получили известность и широко применяются схемы ШОУ – широкополос-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

14. Ю.Т. Карманов, А.Н. Николаев, Я.Г. Зеленцова,
С.В. Поваляев, И.И. Заляцкая
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
14
ное ограничение радиосигналов по амплитуде + узкополосная фильтрация ограниченных ра-
диосигналов [13].
Суммируя сказанное, можно сделать вывод: монобитное аналого-цифровое преобразование
радиосигналов является удобным, доступным и недорогим инструментом при создании цифро-
вых устройств обработки радиосигналов в широком диапазоне частот (до 20 000 МГц) для пер-
спективных широкодиапазонных РЭС.
2. Монобитная цифровая технология обработки радиосигналов
На рис. 2 приведена схема типового монобитного цифрового устройства обработки радио-
сигналов [3, 4].
Рис. 2. Монобитная цифровая технология обработки радиосигналов
Типовое монобитное устройство состоит:
 из входного широкополосного усилителя-ограничителя;
 высокочастотного компаратора сигналов и тактового генератора, которые осуществляют
дискретизацию ограниченного по амплитуде входного сигнала по времени и формируют высоко-
частотный монобитный поток его отсчетов;
 демультиплексора – цифрового высокоскоростного устройства, осуществляющего разделе-
ние высокоскоростного потока монобитных отсчетов на совокупность синхронных субпотоков
(фаз) отсчетов с меньшей частотой повторения для согласования с пропускной способностью
портов ПЛИС;
 типового обнаружителя радиосигналов, формирующего сигнал обнаружения при превы-
шении амплитуды сигнала заданного порога;
 программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), осуществляющей обработку
поступающих цифровых потоков с целью измерения и анализа параметров радиосигналов по
специальным алгоритмам.
ПЛИС монобитной ЦОС могут программироваться для реализации монобитного цифрового
алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ), предназначенного для проведения спектрально-
го анализа в рабочей полосе устройства «порции» (отрезка) входного сигнала заданной длины [5].
На основе спектрального анализа радиосигнала можно быстро определить его частоту и ком-
плексную амплитуду сигнальной составляющей спектра. Монобитный алгоритм БПФ является
упрощенной версией типового алгоритма БПФ. Из-за этого в полученном спектре помимо полез-
ных сигнальных составляющих присутствуют паразитные составляющие. Для выделения полез-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

15. Применение монобитной цифровой технологии обработки радиосигналов
в широкодиапазонных радиоэлектронных системах
2014, том 14, № 3
15
ных сигнальных составляющих спектра используют известное свойство, согласно которому в
спектре ограниченного радиосигнала составляющая с максимально возможной амплитудой 0u
соответствует положению радиосигнала с максимальной амплитудой. Поэтому отсутствие в
спектре составляющей с амплитудой близкой к 0u свидетельствует об отсутствии в анализируе-
мой «порции» полезного сигнала. Этот факт можно использовать для реализации обнаружителя
радиосигналов.
Если в анализируемой «порции» присутствуют два радиосигнала с различными амплитудами
(отличающимися более чем на 6 дБ), то будет обнаружен и измерен только «сильный» сигнал.
При обработке радиосигналов в виде «пачек» радиоимпульсов этот недостаток компенсируется
возможностью обнаружения «слабого» сигнала при анализе других «порций».
На рис. 3 проиллюстрированы особенности спектрограмм монобитного БПФ одной «пор-
ции» радиосигнала.
Рис. 3. Спектрограммы сигналов
На рис. 4 приведена спектрограмма М-БПФ «порции» радиосигнала длительностью 100 нс на
несущей частоте 2679 МГц, полученная моделированием на ЭВМ.
МГц10000
нс100
МГц2679



T
изм
c
f
f

Рис. 4. Спектрограммы М-БПФ
Из рис. 3, 4 следует, что, сравнивая амплитуды спектральных составляющих с заданным по-
рогом обнаружения, можно:
 обнаружить сигналы на фоне шумов приемника (а – нет сигнала, б, в – сигнал есть);
 определить составляющие комплексной амплитуды спектральной составляющей на частоте
мощного радиосигнала, необходимые для измерения его частоты и фазы;
 измерить разности фаз двух радиосигналов одной частоты путем определения их ком-
плексных амплитуд по монобитному алгоритму БПФ и вычислить по ним разности фаз.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

16. Ю.Т. Карманов, А.Н. Николаев, Я.Г. Зеленцова,
С.В. Поваляев, И.И. Заляцкая
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
16
Выводы
1. Монобитную технологию обработки радиосигналов прежде всего целесообразно приме-
нять в широкодиапазонных РЭС для быстрого обнаружения радиосигналов, быстрого, но доста-
точно грубого определения их несущих частот, разностей фаз радиоимпульсов РЭС. Эта инфор-
мация может быть использована для последующего наведения на частоты обнаруженных РЭС
узкополосных устройств обработки информации.
2. Применение монобитной технологии обработки радиосигналов позволяет расширить ра-
бочий диапазон частот РЭС и уменьшить их габариты за счет расширения полосы частот и числа
каналов многоканального приемника.
Литература
1. Вакин, С.А. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки / С.А. Вакин,
Л.Н. Шустов. – М.: Советское радио, 1968. – 448 с.
2. Tsui, J.B.Y. Digital Techniques for Wedeband Receivers / J.B.Y. Tsui. – Raleigh: SciTech Pub-
lishing Inc, 2004. – 571 p.
3. Николаев, А.Н. Цифровые технологии в широкополосных приемниках СВЧ радиосигналов /
А.Н. Николаев // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлек-
троника». – 2012. – Вып. 17, № 35(294). – С. 30–34.
4. Карманов, Ю.Т. Цифровая технология обработки СВЧ радиосигналов в широком частот-
ном диапазоне / Ю.Т. Карманов, А.Н. Николаев // Физика и технические приложения волновых
процессов: тр. XI Междунар. науч.-техн. конф. – 2012. – С. 143–144.
5. Николаев, А.Н. Применение алгоритма монобитного быстрого преобразования Фурье в
широкополосных малогабаритных станциях радиотехнической разведки / А.Н. Николаев // Сбор-
ник научных трудов УрФУ. – 2013. – Вып. 14. – С. 58–64.
6. Николаев, А.Н. Обнаружение радиосигналов в широком частотном диапазоне с использо-
ванием монобитного быстрого преобразования Фурье / А.Н. Николаев, Я.Г. Зеленцова // Цифро-
вые радиоэлектронные системы. – 2012. – № 9. – С. 21–26.
7. Николаев, А.Н. Измерение несущей частоты радиосигналов при субдискретизации /
А.Н. Николаев, А.А. Белугина // Сборник материалов 18-го Международного молодежного фору-
ма «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке». – Харьков: ХНУРЭ. – 2014. – Т. 3. – С. 143–144.
8. Pat. 5793323 United States, US 08/758,275, US5793323 A. Two signal monobit electronic war-
fare receiver / James. B.Y. Tsui; The United States of America as Represented by the Secretary of the
Air Force; Decl. date 25.11.96; Pub. date 11.08.98. – 9 p.
9. Pat. 5917737 United States, US 08/914,348, US5917737 A. Fourier transform mechanization
using one bit kernel function / J.J. Schamus, J.B.Y. Tsui; The United States of America as Represented
by the Secretary of the Air Force; Decl. date 15.08.97; Pub. date 29.06.99. – 13 p.
10. Pat. 5963164 United States, US 08/914,347, US5963164 A. Monobit kernel function electronic
warefare receiver for characterizing two input signals / D.H. Kaneshiro, J.J. Schamus, J.B.Y. Tsui; The
United States of America as Represented by the Secretary of the Air Force; Decl. date 15.08.97; Pub.
date 05.10.99. – 18 p.
11. Pat. 6448921 United States, US 09/917,589, US6448921 B1. Channelized monobit electronic
warfare radio receiver / J.B.Y. Tsui, J.N. Hedge, V.D. Chakravarthy, K.M. Graves; The United States of
America as Represented by the Secretary of the Air Force; Decl. date 30.07.01; Pub. date 10.09.02. –
15 p.
12. Pat. 7440989 United States, US 10/816,353, US7440989 B1. Kernel function approximation
and receiver / J.B.Y. Tsui, J.M. Emmert, S.L. Hary, D.M. Lin, N.A. Pequignot, K.M. Graves; The United
States of America as Represented by the Secretary of the Air Force; Decl. date 02.04.04; Pub. date
21.10.08. – 13 p.
13. Гуткин, Л.С. Радиоприемные устройства. Ч.2 / Л.С. Гуткин, В.Л. Лебедев, В.И. Сифо-
ров. – М.: Советское радио, 1963. – 647 с.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

17. Применение монобитной цифровой технологии обработки радиосигналов
в широкодиапазонных радиоэлектронных системах
2014, том 14, № 3
17
Карманов Юрий Трофимович, д-р техн. наук, профессор, директор НИИ цифровых систем
обработки и защиты информации, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск);
karmanovyt@susu.ac.ru.
Николаев Андрей Николаевич, старший преподаватель кафедры инфокоммуникационных
технологий, заместитель директора НИИ цифровых систем обработки и защиты информации,
Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); Andrew.N@rambler.ru.
Зеленцова Яна Геннадьевна, магистрант кафедры инфокоммуникационных технологий,
Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); yazel0320@mail.ru.
Поваляев Сергей Валентинович, аспирант кафедры инфокоммуникационных технологий,
Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск); svp.drts@gmail.com.
Заляцкая Инна Ивановна, аспирант кафедры инфокоммуникационных технологий, Южно-
Уральский государственный университет (г. Челябинск); zalyatskayainna@mail.ru.
Поступила в редакцию 20 апреля 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Computer Technologies, Automatic Control, Radio Electronics”
2014, vol. 14, no. 3, pp. 11–18
APPLICATION MONOBIT DIGITAL PROCESSING TECHNOLOGY
IN WIDEBAND RADIO-ELECTRONIC SYSTEMS
Yu.T. Karmanov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
karmanovyt@susu.ac.ru,
A.N. Nikolaev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
Andrew.N@rambler.ru,
Ya.G. Zelentsova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
yazel0320@mail.ru,
S.V. Povalyaev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
svp.drts@gmail.com,
I.I. Zalyatskaya, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
zalyatskayainna@mail.ru
The article describes and analyzes existing and future methods of digital processing
of signals that could potentially be used to create a wideband digital signal processing de-
vices. It is shown that the most convenient, affordable and inexpensive tool to create the
digital signal processing of signals in a wide frequency range (up to 20000 MHz) is mo-
nobit digital technology processing signals. It is found that monobit digital processing
technology appropriates to apply to wide-range radio-electronic system for the rapid de-
tection of signals, fast (but coarse enough) determination their carrier frequency, phase
differences pulses radio-electronic system. The structure and signal processing algorithms
typical monobit digital signal processing devices is considered.
Keywords: monobit digital technology, radio-electronic systems, analog-to-digital
conversion, the fast Fourier transform.
References
1. Vakin S.V., Shustov L.N. Osnovy radioprotivodeystviya i radiotekhnicheskoy razvedki [Funda-
mentals of Electronic Countermeasures and Electronic Reconnaissance]. Moscow, Soviet Radio, 1968.
448 p.
2. Tsui J.B.Y. Digital Techniques for Wedeband Receivers. Raleigh, SciTech Publishing Inc, 2004.
571 p.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

18. Ю.Т. Карманов, А.Н. Николаев, Я.Г. Зеленцова,
С.В. Поваляев, И.И. Заляцкая
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника»
18
3. Nikolaev A.N. [Digital Technologies in Wideband Receivers of Ultra-High Frequency Radio
Signals] Bulletin of the South Ural State University. Ser. Computer Technologies, Automatic Control,
Radio Electronics, 2012, no. 35(294), pp. 30–34. (in Russ.)
4. Karmanov Y.T., Nikolaev A.N. [Digital Processing Technology of Microwave Radio Signals
over a Wide Frequency Range]. Fizika i tekhnicheskie prilozheniya volnovykh protsessov: tr. XI Mezh-
dunar. nauch.-tekhn. konf. [Physics and Engineering Applications of Wave Processes. Proc.of XI Inter-
national. Scientific and Engineering conf.], 2012, pp. 143–144. (in Russ.)
5. Nikolaev A.N. [Application of the Algorithm Monobit Fast Fourier Transform in Broadband
Small Stations Electronic Reconnaissance]. Sbornik nauchnykh trudov UrFU [Collection of Scientific
Works of the Ural Federal University], 2013, no. 14, pp. 58–64. (in Russ.)
6. Nikolaev A.N., Zelentsova Y.G. [Detection of Radio Signals in a Wide Frequency Range Using a
Monobit Fast Fourier Transform]. Digital Electronic Systems, 2012, no. 9, pp. 21–26. (in Russ.)
7. Nikolaev A.N., Belugina A.A. [Measurement of Carrier Frequency Radio Signals Undersam-
pling]. Sbornik materialov 18-go Mezhdunarodnogo molodezhnogo foruma “Radioelektronika i molo-
dezh' v XXI veke” [Proc. of 18th International Youth Forum “Radio electronics and youth in the XXIst
century”]. Kharkov, KNURE, 2014, vol. 3, pp. 143–144. (in Russ.)
8. TsuiJ.B.Y. Two Signal Monobit Electronic Warfare Receiver. Pat. US, no. 5793323, 1998.
9. Schamus J.J., Tsui J.B.Y. Fourier Transform Mechanization Using One Bit Kernel Function.
Pat. US, no. 5917737, 1999.
10. Kaneshiro D.H., Schamus J.J., Tsui J.B.Y. Monobit Kernel Function Electronic Warefare Re-
ceiver for Characterizing Two Input Signals. Pat. US, no. 5963164, 1999.
11. Tsui J.B.Y., Hedge J.N., Chakravarthy V.D., Graves K.M. Channelized Monobit Eelectronic
Warfare Radio Receiver. Pat. US, no. 6448921, 2002.
12. Tsui J.B.Y., Emmert J.M., Hary S.L., Lin D.M., Pequignot N.A., Graves K.M. Kernel Function
Approximation and Receiver. Pat. US, no. 7440989, 2008.
13. Gutkin L.S., Lebedev V.L., Siforov V.I. Radiopriemnye ustroystva. Ch. 2 [Radio Receivers. Part 2].
Moscow, Soviet Radio, 1963. 647 p.
Received 20 April 2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»