Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 624
Статья научная
Рассмотрен вопрос регистрации частиц с помощью пьезодатчиков, принцип действия пьезодатчиков, их классификация и уравнение пьезоэффекта. Кроме того, приведена методика определения координат места удара высокоскоростных частиц о корпус космического аппарата.
Бесплатно
Статья научная
В статье исследуются три различных алгоритма борьбы с межсимвольной интерференцией в MIMO-системах связи, с конфигурацией 2x2 (алгоритм сведения к нулю, алгоритм наименьших квадратов и алгоритм «приема» в целом «с поэлементным принятием решения»). Проведено математическое моделирование и дана сравнительная характеристика эффективности алгоритмов фильтрации.
Бесплатно
Статья научная
Настоящая статья посвящена исследованиям возможностей повышения спектральной эффективности в системах MIMO путем использования антенн с подложками из биизотропных и бианизотропных киральных метаматериалов и различными типами фрактальных излучателей, в частности, были использованы фрактальные структуры в виде треугольника Серпинского, кривых Коха и Гилберта, а также дипольной треугольной антенны сложной конфигурации - ФРМ. Расчет спектральной эффективности проводился путем использования одной из вариаций формулы Шеннона, в которую входит полная матрица Z-параметров. В свою очередь, данная матрица определялась с помощью программного комплекса электродинамического моделирования. Показано, что использование таких антенн с фрактальной геометрией излучателей, расположенных на киральных подложках, позволяет снизить взаимное влияние между излучателями и, в свою очередь, повысить спектральную эффективность в нескольких частотных диапазонах по сравнению с традиционными решениями.
Бесплатно
Статья научная
В работе проводятся исследования возможности управления агроценозом сельскохозяйственных систем при воздействии неинвазивными уровнями энергии электромагнитных полей КВЧ-диапазона. Приводятся результаты лабораторных и полевых испытаний. Критерием оценки используется коэффициент эффективности агроценоза.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуется возможность использования акустооптического эффекта для демодуляции последовательности радиоимпульсов. Предложены схемы измерительных установок для определения параметров последовательности. Описаны методы анализа дифракционной картины, связывающие распределение интенсивности с характеристиками сигнала. Построены экспериментальные и теоретические кривые. На основе полученных данных сделан вывод относительно требований к материалам кристаллов, лежащих в основе акустооптических ячеек. Описаны условия появления областей неопределенности.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. В радиолокационных системах широко применяются фазокодоманипулированные сигналы. Непрерывные сигналы данного вида имеют преимущество, заключающееся в низком уровне боковых лепестков взаимной функции корреляции и высокой помехозащищенности, но имеют ограничения по размерам зоны обзора, связанные с наличием пиков неоднозначности. Цель. В статье рассматривается возможность повышения однозначности определения временной задержки фазокодоманипулированного сигнала в корреляционном измерителе на основе комбинированного правила кодирования на базе ПЛИС. Методы. Для достижения поставленной цели выполнялось численное моделирование корреляционного измерителя временной задержки с модулирующими сигналами, образованными различными правилами кодирования. Результаты. Предлагается в корреляционном измерителе при непрерывном приеме фазокодоманипулированного сигнала для повышения однозначности измерения временной задержки в качестве модулирующего применять сигнал, образованный двумя псевдослучайными последовательностями, одинаковыми по правилу кодирования, но разными по длительности. Приводятся результаты численного моделирования системы последетекторной цифровой обработки, основанной на предлагаемом методе. Заключение. Применение предлагаемого правила кодирования позволяет реализовать корреляционный измеритель с минимальным количеством вычислительных ресурсов при повышении однозначности и расширении диапазона измеряемых временных задержек.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Управление диаграммой направленности решетки за счет изменения геометрии апертуры относится к классическим задачам антенной теории. В известных работах показано, что отказ от строгой периодичности и варьирование взаимного расположения элементов позволяют снижать уровень боковых лепестков. Однако в большинстве работ геометрические изменения рассматриваются как средство глобальной оптимизации диаграммы направленности, тогда как возможность уменьшения уровня боковых лепестков при малых смещениях конечного числа элементов аналитически описана недостаточно полно. Цель. Исследовать возможность подавления выбранного бокового локального максимума диаграммы направленности плоской фазированной решетки при малых смещениях элементов апертуры, а также получить аналитические соотношения, описывающие изменение уровня выбранного максимума и определить законы смещения элементов, обеспечивающие наибольшее ослабление бокового лепестка. Методы. Использованы представление боковых лепестков как стационарных точек функции мощности, асимптотическое разложение множителя решетки по малым смещениям координат элементов, методы дифференцирования комплексных функций и метод множителей Лагранжа. Результаты. Получена аналитическая модель изменения уровня выбранного невырожденного бокового локального максимума при малых смещениях конечного числа элементов плоской решетки. Показано, что в первом приближении вклад каждого элемента определяется только проекцией его смещения на направление отклонения выбранного максимума от главного лепестка. Выведены аналитические законы смещения элементов при ограничении на допустимый модуль перемещения и при минимизации суммарной квадратичной нормы смещений. Установлено, что дифракционные боковые лепестки соответствуют вырожденному случаю, поэтому их ослабление определяется квадратом смещения элементов. Заключение. Малые смещения конечного числа элементов могут использоваться для подавления выбранного бокового лепестка без изменения уровня главного лепестка. Для обычных боковых лепестков уменьшение уровня определяется самими смещениями элементов, а для дифракционных боковых лепестков – пропорционально квадрату смещения. Полученные соотношения задают аналитическую основу геометрической коррекции апертуры для подавления выбранного бокового лепестка и одновременно определяют ограничения такого подхода.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Широко известно, что традиционные подходы обработки сигналов страдают низкой эффективностью при наличии сильных шумовых воздействий. Поэтому актуальным становится использование современных технологий машинного обучения и нелинейных методов анализа для решения проблемы восстановления зашумленных данных. Цель. Исследование возможностей повышения устойчивости сверточных нейронных сетей к помехам путем интеграции фрактального анализа, позволяющего выявить скрытые закономерности и повысить качество распознавания зашумленных сигналов. Методы. Сочетание фрактального анализа с методами глубокого обучения. Анализировались свойства фрактальности сигналов, позволившие создать эффективные алгоритмы предварительной обработки данных перед подачей их на вход сети. Рассматривалось преобразование данных с целью усиления важных особенностей сигналов и снижения влияния шума. Результаты. Теоретически определено улучшение качества распознавания и фильтрации сигналов при применении предложенного метода. Рассмотрено, что интеграция фрактального анализа существенно улучшает способность сверточной сети восстанавливать зашумленные данные, а также снижает влияние внешних помех. Заключение. Применение фрактального анализа совместно со сверточными нейронными сетями является перспективным направлением для дальнейшего исследования, поскольку прослеживается возможность повышения помехоустойчивости систем обработки сигналов. Дополнительно, открываются новые возможности для эффективного анализа сложных данных в условиях высокого уровня шума.
Бесплатно
Исследование динамики квадратной решетки оптических вихрей в модели широкоапертурного лазера
Статья научная
С помощью системы уравнений Максвелла - Блоха аналитически и численно исследована динамика квадратной решетки оптических вихрей, образующейся в широкоапертурных лазерах. При накачке, близкой к порогу генерации, реализуется стационарная решетка вихрей. При увеличении накачки решетка вихрей теряет устойчивость в результате бифуркации Андронова - Хопфа, что приводит к возникновению в решетке колебаний. Далее решетка разрушается, и наблюдается нерегулярное движение отдельных оптических вихрей. Построены бифуркационные диаграммы.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрен искусственный киральный метаматериал, созданный на основе однородного контейнера из вспененного диэлектрика, в котором равномерно размещены и произвольно ориентированы плоские проводящие микроэлементы S-образной формы. Для описания исследуемого метаматериала построена частная математическая модель, учитывающая киральность, дисперсию и гетерогенность структуры. Для учета гетерогенности использовалась модель Максвелла Гарнетта. Для учета дисперсии параметра киральности была использована модель Кондона, известная из теории оптически активных сред. Методом частичных областей была решена задача о падении плоской электромагнитной волны линейной поляризации на планарный слой, созданный на основе исследуемого кирального метаматериала. Решение задачи было сведено к неоднородной системе линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных коэффициентов отражения и прохождения с учетом кросс-поляризации электромагнитного поля. Анализ численных результатов показал, что структура обладает ярко выраженными частотно селективными свойствами, в частности, как и в случае кирального метаматериала на основе трехмерных проводящих элементов, были определены дискретные частоты, на которых структура концентрирует падающее СВЧ-излучение внутри себя, в то время как на других частотах она является прозрачной для СВЧ-излучения. Киральный метаматериал на основе C-образных микроэлементов может быть использован для создания узкополосных частотно селективных концентраторов СВЧ-энергии планарного типа.
Бесплатно
Исследование коэффициентов взаимного влияния в двухполяризационных антенных решетках
Статья научная
Обоснование. Антенные решетки находят широкое применение в различных областях радиотехники, например в радио- и телекоммуникациях, спутниковых системах связи и др. Одной из важных характеристик антенной решетки является ее диаграмма направленности. Оценку матриц импеданса, матриц рассеяния, а также парциальных диаграмм направленности обычно производят по результатам численного электродинамического моделирования. В случае большого числа антенных элементов такое моделирование и оптимизация решетки требует значительного времени.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Использование метаматериалов позволяет значительно расширить возможности устройств сверхвысоких частот. Киральные метаматериалы активно используются при создании частотно- и поляризационно-селективных дифракционных и волноведущих структур. Цель. В данной работе проводится расчет частотных зависимостей диэлектрической проницаемости и параметра киральности метаматериала, состоящего из равномерно распределенной совокупности хаотически ориентированных сложных частиц, состоящих из прямоугольной и S-образной полосок (хи-частица). Методы. На основе квазистатического подхода, а также с использованием дисперсионных моделей Лоренца и Кондона в работе построена математическая модель кирального метаматериала на основе хи-частиц, учитывающая материальную дисперсию, диэлектрические и магнитные резонансы в киральном метаматериале. Результаты. Проведен анализ зависимостей диэлектрической проницаемости, параметра киральности, эффективного показателя преломления и постоянных распространения волн с право- и левокруговыми поляризациями в исследуемом киральном метаматериале. Получены зависимости резонансной частоты хи-частицы от ее геометрических размеров. Заключение. Полученные в результате расчетов данные могут быть использованы при разработке частотно-селективных отражающих поверхностей и слоев на основе киральных метаматериалов.
Бесплатно
Исследование нагрузочной способности микросхем
Статья научная
В статье авторы предложили новое устройство для определения нагрузочной способности микросхем. Устройство для определения нагрузочной способности микросхем относится к области микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля параметров микросхем при их производстве. Устройство содержит генератор прямоугольного напряжения, испытуемую микросхему, повторитель, элементы нагрузки, коммутатор, элемент И, компаратор, счетчик импульсов, источник опорного напряжения, одновибратор, реверсивный счетчик импульсов, дешифратор, индикатор. Техническим результатом при реализации заявленного решения являются повышение точности и достоверность определения нагрузочной способности микросхем; преимуществами устройства по сравнению с известными - возможность работы с микросхемами серий ТТЛ, ТТЛШ и МОП, определение нагрузочной способности микросхем в двух режимах работы без изменения состава его блоков, обеспечение автоматического режима работы и адаптированность к смене испытуемых микросхем и элементов нагрузки 8-1…8-k.
Бесплатно
Исследование оптических свойств фоточувствительных структур пониженной размерности на основе кремния
Статья научная
В данной работе предлагается метод снижения потерь энергии фоточувствительных структур на основе нанокристаллического кремния с применением пассивирующих покрытий из фторида диспрозия. Поскольку данный материал обладает хорошими оптическими и фотоэлектрическими свойствами, то при получении структур Si/DyF3 диэлектрическая пленка позволяет снизить количество рекомбинационных центров и увеличить поглощение света. Показаны методики создания и исследования фоточувствительных структур с покрытиями. Описана методика определения толщины покрытия фторида диспрозия за счет интерференции света. Приведены результаты исследования спектров фоточувствительности и коэффициента отражения полученных фоточувствительных структур. Показано положительное влияние наноструктур кремния, а также пленок фторида диспрозия на спектры фоточувствительности структур. С помощью полученных данных планируется улучшение имеющейся технологии создания фоточувствительных структур на основе пористого кремния с целью большего повышения их выходных характеристик.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются потенциальные характеристики пеленгационного рельефа, формируемого линейной антенной решеткой при использовании алгоритма Кейпона. Получены аналитические соотношения, устанавливающие взаимосвязь между параметрами антенны (число и шаг размещения излучателей) и пеленгационного рельефа (шириной по уровню половинной мощности и уровнем бокового излучения).
Бесплатно
Исследование плоских симметричных антенн с линейно-расширяющимся раскрывом для антенных решеток
Статья научная
Получены математические модели для плоских симметричных антенн СВЧ-диапазона с линейно расширяющимся раскрывом, позволяющие рассчитывать их диаграммы направленности в зависимости от конфигурации раскрыва. Экспериментально измерены диаграммы направленности для аналогичных антенн (в диапазоне 5,9–12,5 ГГц), установлено хорошее соответствие расчетных и экспериментальных результатов. Выявлены закономерности влияния конфигурации раскрыва исследовавшихся антенн на форму главного лепестка их диаграмм направленности, что принципиально важно для оптимизации электродинамических характеристик антенных решеток на их основе.
Бесплатно
Статья научная
Антенные системы на основе полусферических линз позволяют осуществлять полноазимутальное сканирование или секторное сканирование с электронным управлением луча. В статье проведено численное моделирование широкополосной многолучевой антенной системы на основе полусферической метаматериальной линзы из параллельных печатных плат с металлическими рассеивателями малых электрических размеров. Исследованы эффективные параметры метаматериала на основе печатных иерусалимских крестов с впаянными поперечными металлическими штырями. Подобранные геометрические размеры метаматериала позволили уменьшить влияние анизотропии. Рассмотрены диаграммы направленности при возбуждении линзы системой широкополосных вибраторов с двумя ортогональными поляризациями. Для каждой поляризации сделаны выводы о рабочем диапазоне и о величине потерь. Полученные в работе результаты планируется использовать в дальнейшем при проектировке широкополосных линзовых антенн из параллельных печатных плат.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Необходимость применения средств перестановочного декодирования в системах радиосвязи объясняется повышенными возможностями этого метода по исправлению ошибок. При этом сложные матричные вычисления в ходе поиска эквивалентных кодов по классической схеме перестановочного декодирования заменяются списком готовых решений. Эти решения вычисляются априори и заносятся в когнитивные карты процессора декодера, что делает метод удобным инструментом в процедуре обеспечения информационной надежности при управлении, например, беспилотными средствами по радиоканалам. По сути, матричные вычисления на борту заменяются поиском в списке когнитивных карт нужного решения, соответствующего в реальном времени текущей перестановке нумераторов надежных символов. Однако обработка данных в когнитивной карте декодера требует специального описания.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Обработка изображений используется в измерительных системах технического зрения, которые широко распространены в промышленной сфере. Одной из актуальных задач при обработке является совмещение изображения. Методы совмещения должны выполнять два основных требования: удовлетворительное качество совмещения и приемлемое для практики время обработки. Одним из методов, соответствующим этим требованиям, является итерационное совмещение.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы исследования стойкости полупроводниковых приборных структур к действию факторов открытого космического пространства. Показана необходимость комплексного исследования электрофизических параметров полупроводниковых слоев в течение космического полета. Предложены образцы приборных структур, позволяющие исследовать влияние факторов космического пространства на удельное сопротивление полупроводникового слоя, на свойства контактов металл - полупроводник, на состояние границы диэлектрик - полупроводник. Рассмотрены методы измерения удельного сопротивления, контактного сопротивления, коэффициента Холла, вольтамперных и вольт-фарадных характеристик образцов приборных структур. Предложены схемы измерения перечисленных параметров, адаптированные для работы в составе автоматических измерительных систем.
Бесплатно
