Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 560
Повышение помехоустойчивости при оценке параметров проективного совмещения телевизионных сигналов
Статья научная
В статье представлен алгоритм проективного совмещения телевизионных сигналов. Алгоритм позволяет повысить помехоустойчивость при оценке параметров при анализе телевизионных сигналов, содержащих регулярно повторяющиеся текстурные фрагменты. В основу оценки параметров проективного совмещения положено сопоставление изображений по так называемым особым точкам. Это точки с локальным экстремумом по яркости. Сопоставление точек определяется по максимуму коэффициента корреляции двух фрагментов изображений, в центре которых находится особая точка. Для обеспечения инвариантности к искажению по углу и поворота, и масштаба фрагменты изображений преобразовываются в логарифмически полярную систему координат. В этой системе координат угол поворота и масштаб будут соответствовать смещению вдоль соответствующих координатных осей. Повышение помехоустойчивости обеспечивается благодаря разработанной процедуре удаления особых точек на текстурных фрагментах, что уменьшает вероятность неверного сопоставления. Численное моделирование показало, что разработанный алгоритм, обеспечивает высокую помехоустойчивость в сравнении с аналогичными алгоритмами.
Бесплатно
Повышение эффективности резонансного электромагнитного ускорителя
Статья научная
Приведены исследования, направленные на повышение эффективности резонансного электромагнитного ускорителя. Предложена модернизированная система ускорителя, отличающаяся наличием системы подзарядки накопителя. Предложенная система с применением выработанных рекомендаций имеет теоретическую эффективность преобразования энергии накопителя в кинетическую энергию метаемого тела, равную 70%.
Бесплатно
Статья научная
Объектами исследования являются композитные структуры, защищающие от электромагнитного излучения в мягком рентгеновском диапазоне. Цель работы - предложить подходы к математическому моделированию покрытий на основе этих структур, рассчитать характеристики отражения и прохождения однородной плоской волны, падающей под различными углами на такие покрытия. Методы исследования - электродинамическое моделирование, теория графов, трехмерное электромагнитное моделирование в САПР. Приведены математические модели многослойных структур, полученные на основе электродинамического подхода и с использованием теории графов, результаты расчетов характеристик отражения и прохождения однородной плоской волны, падающей под различными углами на такие структуры. Рассмотрены перспективы использования пленочных покрытий с воздушными отверстиями. Полученные в процессе выполнения работы результаты могут быть использованы для создания покрытий, защищающих радиоэлектронную аппаратуру от воздействия рентгеновского излучения.
Бесплатно
Статья научная
В статье сформулирована задача выбора формы огибающей сверхвысокочастотного импульса мощного генератора, обеспечивающей максимум излучаемой поверхностной антенной энергии в предпробойном режиме, в виде изопериметрической задачи вариационного исчисления и получено ее решение. Оптимизация проводилась при фиксированной эффективной длительности огибающей. Установлено, что оптимальная форма зависит от эффективной длительности импульса и представляет собой усеченный овал. При увеличении длительности импульса оптимальная форма стремится к прямоугольной. Получены аналитические выражения, связывающие эффективную длительность и предельно допустимую энергию с пробойным полем для импульсов с оптимальной, прямоугольной, гауссовой и треугольной огибающими. Проведен расчет зависимостей пробойного поля и предельно допустимой энергии импульсов с указанными формами огибающих от эффективной длительности импульса в диапазоне реализуемых длительностей мощных релятивистских сверхвысокочастотных генераторов. Дан сравнительный анализ полученных результатов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен новый тип волноводных элементов – SIW (Substrate Integrated Waveguide) – для включения в структуру многослойных интегральных микросхем. Показаны возможности перехода на волноводы сложного сечения, реализованные на SIW. В качестве примера рассмотрена реализация полосно-пропускающего фильтра на плоско-поперечных сдвигах Н-волноводов в классическом цельнометаллическом исполнении и в SIW исполнении. Расчет электродинамических характеристик классического Н-волновода осуществлялся методом частичных областей с учетом особенности электромагнитного поля на ребре. Переход от классических волноводов к SIW осуществлялся с применением аппроксимационных эмпирических формул.
Бесплатно
Пористые структуры на основе карбида кремния для фотоэлектрических преобразователей
Статья научная
Рассмотрен способ получения пористого карбида кремния путем карбидизации пористого кремния. Исследованы морфология поверхности и фазовый состав слоев пористого карбида кремния, получаемого при диффузии углерода из газовой фазы в слой пористого кремния. Получены спектры отражения образцов пористого карбида кремния, пористого кремния. Определены удельное поверхностное сопротивление и время жизни избыточных носителей заряда в пористом карбиде кремния. Показана возможность применения пористых слоев карбида кремния для увеличения эффективности фотоэлектрических преобразователей.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Задача построения помехозащищенных приемников спутниковых навигационных сигналов является весьма актуальной в связи с повышенной уязвимостью таких сигналов к воздействию помех, количество источников которых постоянно растет. Цель. Построить пространственно-временной адаптивный фильтр и реализовать его работу в реальном времени в составе помехозащищенной спутниковой навигационной системы. Методы. На основе алгоритма пространственной обработки спутниковых сигналов получен пространственно-временной фильтр, приспособленный под реализацию в реальном времени. Описана аппаратура, выбранная для приема спутниковых навигационных сигналов, практической реализации алгоритма фильтрации и демодуляции обработанного сигнала. Проведено компьютерное моделирование фильтрации и демодуляции записей сигналов с использованием полученного алгоритма, а также эксперименты по обработке спутниковых сигналов с разным количеством внешних помех в реальном времени с использованием построенного помехозащищенного приемника. Результаты. В результате моделирования и испытаний построенной установки получены значения характеристик работы системы помехозащищенной навигации, соответствующие качественному решению задачи подавления помех в спутниковом навигационном сигнале. Заключение. Модель цифровой обработки, основанная на полученном пространственно-временном фильтре, адекватно описывает процесс подавления помех в реальном спутниковом сигнале. Полученный помехозащищенный приемник спутниковых навигационных сигналов работоспособен и может использоваться на практике.
Бесплатно
Статья научная
Сформулировано существующее в современной практике информационно-телеметрического обеспечения запусков ракет космического назначение противоречие. Предложен методический аппарат, позволяющий определить рациональную программу сбора информации при обеспечении запусков и тем самым установить соответствие потребностей в телеметрической информации возможностям средств передачи данных. Проведены практические расчеты по определению рациональной программы сбора телеметрической информации при проведении первого сеанса информационно-телеметрического обеспечения запусков ракет-носителей «Протон-М» с космодрома «Байконур». Получены математические описания зависимостей варьируемых параметров от параметров состояния системы информационно-телеметрического обеспечения. Проведены экспериментальные исследования и оценка результатов расчетов по определению программы сбора телеметрической информации, которые показали работоспособность разработанного методического аппарата и подтвердили преимущества программного подхода к формированию адаптивных процедур сбора информации при обеспечении запусков ракет космического назначения.
Бесплатно
Преобразование цветового пространства МКО в строго равноконтрастное на основе тензорного исчисления
Статья научная
В данной статье рассматриваются вопросы разработки равноконтрастного цветового пространства. В этом новом цветовом пространстве известные эллипсы (для двухмерного пространства) или эллипсоиды в трехмерном пространстве трансформируются в равные окружности или сферы (шары), соответственно. Важно иметь равноконтрастную цветовую систему, в которой геометрическая разница цветовых различий не зависела бы от сравниваемых цветов (цветностей) на цветовой диаграмме.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен принцип преобразования чирпированного импульсного сигнала в амплитудно-модулированный сигнал (в рамках каждого информационного импульса) на базе волоконно-оптического эрбиевого усилителя. Проанализирована возможность использования традиционных EDFA для данной задачи. Найдены параметры эрбиевой среды усилителя, обеспечивающей указанное преобразование. Выполнена оценка параметров преобразователя.
Бесплатно
Приближенное решение для мод изогнутого оптического волокна
Статья научная
В работе представлено приближенное аналитическое решение в замкнутом виде для мод изогнутого круглого слабонаправляющего оптического волокна с произвольным профилем показателя преломления. Решение справедливо для направляемых линейно-поляризованных мод произвольных радиального и азимутального порядков. Предлагаемое решение основано на совместном использовании метода приближения Гаусса и метода стратификации, а также замене оптического волокна с радиусом изгиба, значительно превышающим радиус волокна, некоторым прямым оптическим волокном с эквивалентным профилем показателя преломления. Представлены результаты вычислений для типичного профиля показателя преломления многомодового оптического волокна с диаметрами сердцевины и оболочки 50/125. Показано, что для рассмотренных примеров степень влияния радиуса изгиба на постоянную распространения моды изогнутого волоконного световода возрастает с увеличением порядка моды. При этом, в диапазоне изменений радиуса изгиба световода, в котором выполняются условия применения предложенного приближенного аналитического решения, постоянная распространения мод за счет изгиба световода изменяется незначительно и можно полагать, что это изменение не зависит от значения радиуса изгиба.
Бесплатно
Статья научная
В статье описан прибор для исследования распределения в пространстве ионов, образовавшихся при высокоскоростном соударении твердых тел. Предложен вариант конструктивной и структурной схемы прибора, увеличивающий достоверность информации о физических параметрах ударяемого твердого тела. Прибор предоставляет возможность исследования распределения образовавшихся ионов в пространстве при различных углах соударении твердых тел. Рассмотрены движения ионов, попадающих в систему электродов под различными углами к электрическому тормозящему полю.
Бесплатно
Статья научная
На основе измерения мгновенных амплитуд, выполненного стробоскопическим методом на дискретных интервалах времени, и вейвлет-преобразований отраженных сигналов исследованы интегральная и локальные эффективные поверхности рассеяния объекта сложной формы, облучаемого сверхширокополосным импульсом. Проведен анализ частотных зависимостей энергетических спектров и определены параметры вейвлет-преобразований для выявления доминирующих центров вторичного излучения объекта.
Бесплатно
Применение колориметрии в нейросетевых методах определения возгорания в лесных массивах
Статья научная
Сегодня для мониторинга возгорания в лесных массивах нашли применение нейросетевые методы определения возгорания. К настоящему времени разработаны такие системы, как проект «Прометей», «Видеодетектор огня», метод университета искусственного интеллекта. Они позволяют определить возгорание с точностью более 90 %, для чего используют комбинацию рекуррентных и сверточных нейронных сетей. В статье предложен метод повышения эффективности нейросетевых методов определения возгорания в лесных массивах, основанный на компьютерной колориметрии. Применение данного метода повышает эффективность работы нейросетевых методов по определения возгорания при использовании нескольких камер системы видеонаблюдения. В статье приведено сравнение работоспособности сверточной нейронной сети с использованием и без использования колориметрического модуля. По результатам, эффективность работы повысилась более чем на 20 %.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Недостатком спектрально эффективных сигналов с частотным мультиплексированием является появление межсимвольной интерференции, что еще более усугубляется при распространении данных сигналов в частотно-селективных каналах.
Бесплатно
Применение метода Фурье для решения задач теории сушки электромагнитным излучением
Статья научная
На основе идеи расщепления процесса по физическим факторам с использованием метода Фурье и аппарата функций Грина разработан алгоритм построения нового класса решений начально-краевых задач теории сушки электромагнитным излучением. Выделен подкласс асимптотических решений, которые получаются предельным переходом и дают описание установившихся процессов сушки. Зависимости полей температуры и влагосодержания от времени в таких решениях определяются первыми собственными числами задачи Штурма - Лиувилля, а распределения этих полей в пространстве - первыми собственными функциями этой задачи. Анализ асимптотических решений позволяет установить и представить в наглядном виде основные закономерности электромагнитной сушки, что может быть использовано для инженерных оценок параметров процесса и расчета полей температуры и влагосодержания в первом приближении.
Бесплатно
Применение метода Хигучи для автоматизации определения эпилептиформной активности на полисомнограмме
Статья научная
В данной статье исследуется применение фрактального метода Хигучи к анализу электроэнцефалограмм, снятых во время сна у пациентов с диагностированной эпилепсией. Показано, что метод является чувствительным к наличию эпилептиформной активности. Для проверки метода использовались электроэнцефалограммы, содержащие помимо участков с эпилептиформной активностью, характерной для различных видов припадков, участки с различными стадиями сна и артефактами различного происхождения. По результатам применения метода Хигучи к анализу электроэнцефалограмм можно сделать вывод о возможности создания на данной основе системы автоматизированного выявления участков с эпилептиформной активностью для последующего врачебного диагностического заключения.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм построения нового класса решений пространственно одномерных задач теории сушки электромагнитным излучением. Его основой является процедура расщепления процесса по физическим факторам. В рамках предложенного алгоритма на следующих друг за другом и разделенных небольшими промежутками времени слоях разностной сетки последовательно решаются методом Фурье с привлечением аппарата функций Грина начально-краевые задачи для уравнений распространения тепла и влаги. Зависимости полей температуры и влагосодержания от времени в таких решениях определяются собственными числами задачи Штурма - Лиувилля, а распределения этих полей в пространстве - собственными функциями этой задачи. Проведено сравнение нового расчетного алгоритма с известными сеточными методами, указаны новые возможности для анализа, которые открываются в теории сушки благодаря этому алгоритму.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе предложен обобщенный алгоритм иерархического многоуровневого моделирования радиочастотных устройств радиотехнических систем, позволяющий методами моделирования проводить оптимизации принципа построения радиочастотных устройств и входящих в него СВЧ-компонентов, электрических параметров радиочастотных устройств, технологических процессов изготовления СВЧ-узлов и их элементов.
Бесплатно
Статья научная
В этой статье проведен анализ существующих программных приложений для создания прототипов электронных схем, которые помогут оценить работу всей схемы как по заданным параметрам, так и для нахождения более оптимальных вариантов. На основе приложения TAC и библиотеки Arduino компонентов были разработаны проекты и инструкции по созданию и тестированию электронных схем. Проведен анализ возможностей и эффективности приложения для тестирования и создания новых электронных схем с оценкой простоты интерфейса и пользовательских параметров, близких к реальным условиям. Использование приложения TAC дает возможность сгенерировать несколько вариантов альтернативных схем, которые могут подходить из списка компонентов. Результаты апробации программ показали, что использование приложения для создания прототипов микросхем значительно ускоряет процесс обучения и помогает устранению проблем, возникающих при проектировании и сборке схем, по сравнению с использованием традиционных методов. Данные приложения могут быть адаптированы как под профессиональное пользование для дизайна сложных электронных схем, так и для учебных пособий для студентов технических вузов в качестве практических и творческих заданий.
Бесплатно
