ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2026. №4

УДК: 621.391

РАСШИРЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ МЕТОДОВ
ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

А.Л. Тимофеев, А.Х. Султанов, И.К. Мешков, А.Р. Гизатулин

Уфимский университет науки и технологий,
450076, Уфа, ул. З. Валиди, 32

Статья поступила в редакцию 10 марта 2026 г.

Аннотация. Цифровая обработка спектра позволяет в ряде случаев отказаться от аналоговых трактов обработки в радиоканале при приеме модулированных сигналов и проводить извлечение информации цифровым способом. Перенос цифровой обработки из временной области в частотную дает возможность упростить как алгоритмическую, так и аппаратную часть цифрового демодулятора. Показано, что для демодуляции оцифрованного в приемнике амплитудно-модулированного сигнала достаточно в его спектре сдвинуть в область низких частот спектр верхней боковой полосы, обнулив спектры несущей и нижней боковой полосы. Обратное преобразование Фурье полученного спектра даст демодулированный сигнал. Предлагаемый спектральный метод цифровой демодуляции позволяет отказаться от использования аналоговой аппаратуры обработки сигнала в высокочастотном тракте за счет замены всех операций на цифровую спектральную обработку. При использовании этого метода отпадает необходимость в самой модуляции – для переноса цифрового низкочастотного сигнала в область высоких частот достаточно сдвинуть его спектр по оси частот в нужную позицию. Спектральный подход позволяет также повысить помехоустойчивость без использования специального помехоустойчивого кодирования за счет введения адаптивной избыточности, уровень которой регулируется в соответствии с уровнем шума в канале. При этом избыточность может вводиться и по времени, и по ширине спектра. Например, при использовании для передачи информации 80 % выделенной полосы частот и 70 % доступной длительности интервала времени спектральный способ позволяет задействовать незанятые 20 % частотного диапазона плюс 30 % временного интервала и ввести избыточность в размере 50 %, снижающую вызванные шумом искажения в 1,3 раза.

Ключевые слова: спектральная обработка, цифровая модуляция, цифровая демодуляция, регулируемая избыточность.

Финансирование: Исследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда, проект № 25-29-01149, https://rscf.ru/project/25-29-01149/.

Автор для переписки: Тимофеев Александр Леонидович, a_l_t@inbox.ru

Литература

1. Кузьмин Е.В. Эффективность режекции узкополосной помехи в задаче поиска шумоподобного сигнала при пороговом и поэлементном способах спектральной обработки. // Цифровая обработка сигналов и ее применение DSPA – 2023: Доклады XXV Международной конференции, Москва, 29–31 марта 2023 года. – Москва: Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2023. – С. 144-147.

2. Тимофеев А.Л., Султанов А.Х. Повышение эффективности спектральной режекции узкополосных помех. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.7.5

3. Тимофеев А.Л., Султанов А.Х., Мешков И.К., Гизатулин А.Р. Использование спектрального подхода при обработке изображений и произвольных данных. // Информационно-управляющие системы. – 2022. – № 4 (119). – С. 2-11. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2022-4-2-11

4. Timofeev A.L., Sultanov A.Kh., Meshkov I.K., Gizatulin A.R. Spectral image compression. // Optical Technologies for Telecommunications 2021. – SPIE, 2022. – Т. 12295. https://doi.org/10.1117/12.2632146

5. Тимофеев А.Л., Султанов А.Х., Мешков И.К., Гизатулин А.Р. Спектральный метод голографического помехоустойчивого кодирования. // Инфокоммуникационные технологии. – 2022. – № 1 (20). – С. 34-41.

6. Лялин К.С. Хасанов М.С., Мелешин Ю.М., Кузьмин И.А. Спектральный метод подавления боковых лепестков автокорреляционной функции длинных псевдослучайных бинарных последовательностей. // Труды МАИ. – 2018. – №. 103. http://trudymai.ru/published.php?ID=100800

7. Тимофеев А.Л., Султанов А.Х., Мешков И.К., Гизатулин А.Р. Радиолокация с голографическим кодированием зондирующего сигнала. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.3.11

8. Калинин В.И., Чапурский В.В. Передача информации на основе шумовых сигналов со спектральной модуляцией. // Радиотехника и электроника. – 2015. – № 10 (60). – С. 1025–1035.

9. Быстров Р.П., Кузьмичев В.Е., Романовский А.С., Соколов С.А., Соколов Ю.В., Федорова Л.В. Предложения по технической реализации устройств шумовых РЛС со спектральной обработкой сигналов. // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – № 5.

10. Макаренко В. Новые сверхвысокочастотные АЦП компании Analog Devices. // Компоненты и технологии. – 2018. – №. 9. – С. 36-39.

11. Глушков А.Н. и др. Цифровой демодулятор сигналов с амплитудно-фазовой манипуляцией. // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2023.– № 5 (19). – С. 115-120.

12. Патент № 2713865 C1 Российская Федерация, МПК H03D 1/24. Способ демодуляции амплитудно-модулированного сигнала : № 2019117242 : заявл. 04.06.2019 : опубл. 07.02.2020 / Дунилин В.М.

13. Тимофеев А.Л., Султанов А.Х. Построение помехоустойчивого кода на базе голографического представления произвольной цифровой информации. // Компьютерная оптика. – 2020. – № 6 (44). – С. 978-984. https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-739

Для цитирования:

Тимофеев А.Л., Султанов А.Х., Мешков И.К., Гизатулин А.Р. Расширение спектральных методов обработки сигналов кодирования. // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – №. 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.4.15