Логгер_Грехнева

1. Конкурс для молодых ученых

Многофункциональный универсальный логгер
для задач регистрации, анализа и
мониторинга широкополосных сигналов.
Грехнева К.К. – младший научный
сотрудник (Докладчик)
Тимукин Н.С. – младший научный
сотрудник
Леконцев С.М. – лаборант

2. Содержание:

2
Содержание:
- Наша команда;
- Ионосфера и стенд СУРА;
- Проект универсального ионозонда для исследований
ближнего космоса;
- Проект измерительной системы на базе БПЛА;
- Проект универсального логгера для регистрации
широкополосных сигналов (в разработке);
- Личный вклад;
- Перспективы, в том числе коммерциализации. Перспективы
импортозамещения.

3. Наша команда:

3
Наша команда:
Наша команда – молодые
сотрудники Научноисследовательского
радиофизического института
(НИРФИ) Университета
Лобачевского (Нижний
Новгород).
Ксения – младший научный
сотрудник, аспирантка
радиофизического факультета
ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Никита - младший научный
сотрудник, аспирант
радиофизического факультета
ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Сережа – студент
радиофизического факультета
ННГУ им. Н.И. Лобачевского
1
Ксения
2
Никита
3
Сергей

4. Ионосфера и стенд СУРА

4
Ионосфера и стенд СУРА
Одно
основных направлений
Одно
из изосновных
направлений
исследований
института
– диагностика
исследований института
–
природных
сред,
в
частности
ионосферы
диагностика природных сред,
в
ближнего ионосферы
космоса. Ионосфера
– это
частности
ближнего
ионизированная
оболочка Земли на
космоса.
Для исследования
высотах отв 100
до 1000
км,
ионосферы
нашем
отделе
определяющая
распространение
применяется
техника
активных
радиоволн
на
частотах
до
30 МГц. Для
воздействий мощным коротковолновым
исследования ионосферы
нашем стенда.
отделе
радиоизлучением
нагревного
применяется
техника активных
В нашем
распоряжении
имеется
воздействий
мощным
коротковолновым
уникальная научная установка –
радиоизлучением
нагревного
стенда. В
Стенд
СУРА, который
представляет
нашем
распоряжении
имеется
собой
большую
фазированную
уникальная
научнаяна
установка
– Стенд
антенную
решетку
площади
300 на
СУРА,
который
представляет
собой
300 м, подключенную к трем
большую фазированную
антенную 750
передатчикам,
общей мощностью
решетку на площади 300 на 300 м,
кВт.
подключенную к трем передатчикам,
общей мощностью 750 кВт.

5. Первый проект: создание универсального ионозонда вертикального зондирования на современной элементной базе

5
Первый проект: создание универсального
ионозонда вертикального зондирования на
современной элементной базе
Ионозонд — основной инструмент изучения ионосферы,
определяющий высотный профиль электронной
концентрации по задержке радиосигнала в диапазоне
2–30 МГц.
Штатный импортный ионозонд нас не устраивал
по скорости и стоимости, поэтому мы
разработали собственный. К концу 2021 года
был создан прототип, который с 2022 года
работает на стенде СУРА.
Система включает один передатчик и несколько приёмников.
В 2024 году мы развернули сеть из четырёх приёмных
пунктов в Нижегородской области и Татарстане и
зарегистрировали быстрые ионосферные возмущения.
Результаты опубликованы в материалах конференции по
радиоволнам (Казань, 2024) и в журналах Remote Sensing,
Atmosphere и Наноиндустрия.

6. Первый проект: создание универсального ионозонда вертикального зондирования на современной элементной базе

6
Первый проект: создание универсального
ионозонда вертикального зондирования на
современной элементной базе
Ионограммы
разработанного
ионозонда с
хорошим временным
разрешением,
зарегистрированные
29-го мая 2025
года в пункте
приема «Старая
пустынь»

7. Проект измерительной системы на базе БПЛА

7
Проект измерительной системы на базе БПЛА
Второй наш проект, который мы развиваем с 2022
года, — это система регистрации коротковолнового
диапазона на базе БПЛА.
Стенд СУРА — сложный инструмент, требующий
контроля ключевых параметров: усиления, диаграммы
направленности и поляризации излучения. Прямые
измерения возможны только двумя способами —
облетом или по спутниковым данным. Облетный метод
трудоёмок: нужен носитель и система регистрации.
Измерения выполняются в
ближней зоне (до нескольких
км) и требуют амплитуднофазовой регистрации с двумя
каналами для определения
поляризации. Проект активно
развивается; результаты уже
представлены на
радиофизической конференции,
готовится статья в

8. Проект универсального логгера для регистрации широкополосных сигналов (в разработке)

8
Проект универсального логгера для регистрации
широкополосных сигналов (в разработке)
Логгер – регистратор аналогового
сигнала.
Логгеры нужны почти во всех исследованиях — от
ионосферных зондов и БПЛА до измерений
электромагнитных шумов и атмосферных данных. Однако
хороших универсальных логгеров нет, поэтому мы создаём
свой модульный вариант.
Он основан на решениях из ионозонда, но с другой
платой на процессоре и ПЛИС без встроенных
АЦП/ЦАП, чтобы подстраиваться под разные задачи.
Разрабатываются модули АЦП: 4-канальный 24-битный
(200 кС/с) и 2-канальный 16-битный (до 2 МГц).
К концу года планируется макет, в
следующем — прототипы для испытаний.

9. Актуальность научной работы.

9
Актуальность научной работы.
Регистрация и обработка сигналов
важны для связи, навигации,
управления производством,
беспилотных систем и мониторинга
среды. С ростом числа
специализированных устройств
возрастает потребность в
универсальных инструментах анализа
сигналов. Поэтому создание
многофункционального логгера
становится актуальным. Универсальная
модульная система улучшит качество
исследований в радиотехнике,
радиофизике, телекоммуникациях и
смежных областях, а также станет
основой для новых методов обработки
сигналов и инновационных решений.
Научная новизна проекта заключается
в создании единой интегрированной
платформы, объединяющей широкий
частотный диапазон, модульность,
возможность синхронизированного
распределённого измерения и
компактное исполнение для мобильных
носителей. Такой подход отсутствует
в существующих коммерческих и
научных решениях, что открывает
возможности для новых исследований в
области радиофизики, геофизики и
мониторинга окружающей среды.

10. Личный вклад

10
Личный вклад
Важная информация
Ксения
Занимается
разработкой
конфигураций ПЛИС
и ПО управления
сбором данных.
Никита
Сергей
Занимается всей
аналоговой частью,
отвечает за
электромагнитную
совместимость и
БПЛА.
Занимается
обработкой данных
и реализацией
различных методов
обработки.

11. Перспективы, в том числе коммерциализации. Перспективы импортозамещения.

11
Перспективы, в том числе коммерциализации.
Перспективы импортозамещения.
Важная информация
Все проекты имеют потенциал развития и коммерциализации. Ионозонды уже
готовы к поставкам и продолжают совершенствоваться — добавляются
многоканальная регистрация и доплеровские функции. Система на БПЛА
станет универсальным инструментом для любых коротковолновых антенн и
уже формирует службу мониторинга стенда СУРА. Универсальный логгер
также востребован — на него уже есть очередь.
При появлении отечественных ПЛИС и АЦП разработки будут переведены на
российскую элементную базу. Сейчас используются импортные кристаллы, но
все схемы, прошивки и ПО создаются нами самостоятельно.

12.

12
Спасибо за внимание!