


Том 68, № 11 (2023)
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
Передача электромагнитных сигналов через горные породы
Аннотация
В качестве альтернативных беспроводных каналов повсеместного оповещения шахтеров рассмотрено использование электромагнитных волн инфранизких частот, 0.3…3 кГц и очень низких частот, 3…30 кГц. Исследована передача сигнала с помощью длинномерной заземленной антенны или петлевой магнитной антенны. Оценено влияние основных физических параметров горных пород на распространение и поглощение низкочастотного электромагнитного поля. Дан сравнительный анализ эффективности излучения с использованием магнитной рамки и длинномерной заземленной антенны в частотном диапазоне 0.5…30 кГц. Проведен анализ предельной глубины проникновения магнитного поля антенн через горные породы и зоны покрытия до глубины 1000 м. Приведены результаты экспериментов на руднике при передаче полезного сигнала с частотной и амплитудной манипуляцией.



Исследование скорости затухания сверхширокополосной волны на открытой местности в двухлучевой модели
Аннотация
Исследованы особенности распространения сверхширокополосной волны над поверхностью Земли в двухлучевой модели. Показано, что существует предельное расстояние (точка срыва), до которого сверхширокополосная волна затухает примерно как в свободном пространстве с показателем затухания n = 2, не испытывая замираний, благодаря крайне малому времени автокорреляции сверхширокополосной волны; за точкой срыва показатель затухания волны становится равным n = 4.



Модель затухания мощности сверхширокополосной волны в помещении
Аннотация
Для исследования распространения сверхширокополосной волны внутри помещений предложена модель с парными отражениями от поверхностей, расположенных друг против друга. Показано, что в отличие от открытой местности многолучевая среда помещений по характеру затухания волны с расстоянием близка к свободному пространству. Благодаря этому энергетический резерв сверхширокополосной линии связи в помещении должен быть выше, чем на открытой местности.



СТАТИСТИЧЕСКАЯ РАДИОФИЗИКА
О проблемах мониторинга полей влажности атмосферы методами спутниковой сверхвысокочастотной радиометрии при изучении циклогенеза в тропической Атлантике
Аннотация
Рассмотрены некоторые проблемы СВЧ-радиометрических методов мониторинга полей общего влагосодержания атмосферы со спутников в районах формирования ураганов в тропических областях Атлантики. Анализируются возможности использования для этих задач полярно-орбитальных спутников (DMSP, EOS Aqua, GCOM-W1), особенностью которых является наличие пробелов в спутниковых данных (слепых зон), образующихся в результате расхождения полос сканирования в нижних широтах. Показано на ряде примеров, что совместное использование различных спутников позволяет снизить влияние данного эффекта и получить отчетливую картину эволюций полей влажности атмосферы в тропической Атлантике и их связи с эволюциями тропических волн, инициирующих зарождение ураганов.



ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Сравнение генетического алгоритма и эволюционных стратегий при оптимизации полосковых модальных фильтров
Аннотация
Рассмотрены особенности, возникающие в результате оптимизации полосковых модальных фильтров (МФ) посредством генетического алгоритма (ГА) и эволюционных стратегий (ЭС). Выполнена последовательная оптимизация микрополоскового МФ и МФ с лицевой связью по критерию минимизации максимальной амплитуды выходного напряжения. Представлены результаты такой оптимизации с разным числом вычислений, включающие в себя значения оптимизируемых параметров, целевой функции, время, затраченное на вычисление, критерии останова (при оптимизации посредством ЭС) и формы напряжений на выходе исследуемых МФ. Приведен детальный анализ результатов работы двух алгоритмов. Определены достоинства и недостатки, а также различия в работе каждого алгоритма на примере оптимизации двух МФ.



Методика расчета вероятностей битовых ошибок приема радиосигналов с QPSK-модуляцией при наличии помехи с линейной частотной модуляцией
Аннотация
На основе разработанной методики анализа помехозащищенности приема радиосигналов с квадратурной фазовой манипуляцией выполнен расчет вероятностей битовой ошибки при наличии помехи с линейной частотной модуляцией и проведено сравнение с влиянием гармонической помехи. Представлена методика без расчета вероятности правильного приема, использующая условные переходные вероятности между позициями сигнального созвездия, не имеющая ограничений в уровнях сигнала и помехи.



Совместное обнаружение и классификация объектов при комплексировании решений, выносимых сенсорами в беспроводных сенсорных сетях
Аннотация
Разработан оптимальный комплексный алгоритм совместного обнаружения и классификации объектов при радиальной структуре беспроводных сенсорных сетей. В основе этого алгоритма лежит обработка решений о принадлежности объекта тому или иному классу отдельными сенсорами со своим весом, зависящим от характеристик сенсора. Выбор количества и типов используемых сенсоров может быть осуществлен на основе решения оптимизационной задачи, представленной в работе.



НОВЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ И ЭЛЕМЕНТЫ
Оптическая антенна с управляемой диаграммой направленности для применения в каналах атмосферной связи
Аннотация
Представлена математическая модель новой антенны оптического диапазона (1550 нм) с электрически управляемой диаграммой направленности. Рассмотрен принцип ее работы и приведен расчет основных параметров. Показано, что в отличие от ранее существующих решений в данной антенне нет необходимости в сведении лучей на расстояние половины длины волны. В рамках модели рассчитан электрооптический коммутатор на основе ниобата лития. Приведены и рассчитаны такие элементы антенны, как фазовращатель и дефлектор.



Экспериментальное исследование электрических характеристик модального фильтра на двухсторонней печатной плате
Аннотация
Экспериментально показана возможность разложения сверхкороткого импульса на последовательность импульсов меньшей амплитуды в модальном фильтре на двухсторонней печатной плате. Для подтверждения результатов экспериментального исследования выполнено квазистатическое моделирование. В ходе измерений ослабление составило 5.4 раза по отношению к половине ЭДС, а полоса пропускания 120 МГц. Изменение граничных условий на концах пассивного проводника на короткое замыкание (КЗ) и холостой ход (ХХ) позволило увеличить ослабление до 6.7 раза и полосу пропускания до 150 МГц. Показано появление дополнительных импульсов при КЗ-ХХ, представлены результаты анализа целостности полезного сигнала.



Компактная поведенческая модель нанокомпозитного мемристора
Аннотация
Предложена компактная поведенческая модель нанокомпозитного мемристора (Co40Fe40B20)x(LiNbO3)100 – x, которая количественно описывает динамику изменения проводимости лабораторных образцов, а также реализует механизмы конечного времени хранения резистивных состояний, разбросов по напряжениям переключения от цикла к циклу и от устройства к устройству. Показана возможность реализации импульсной нейронной сети с синаптическими мемристорными связями на основе данной модели.



ЭЛЕКТРОНИКА СВЧ
Сверхмощный клистрон Х-диапазона длин волн с выходной импульсной мощностью не менее 3 МВт: проектирование и эксперимент
Аннотация
Представлены результаты численного моделирования многолучевого клистрона Х-диапазона длин волн. Дан анализ нового принципа построения пространства взаимодействия, позволяющего обеспечить высокое значение КПД без использования резонаторов второй гармоники. Представлены результаты экспериментального исследования разработанного 25-лучевого клистрона КИУ-283 с пиковой мощностью 3.0 МВт на частоте 9300 МГц с электронным КПД 58%.



НАНОЭЛЕКТРОНИКА
Получение пленок оксида кремния методом импульсного магнетронного осаждения с горячей мишенью в реакционной среде
Аннотация
Исследованы режимы существования импульсного магнетронного разряда с горячей теплоизолированной кремниевой мишенью при работе в газовой смеси, содержащей кислород (Ar + O2). Рассмотрен диапазон средней плотности мощности на мишени 60…120 Вт/см2 при длительности импульсов 100…300 мкс и частоте повторения 0.5…2 кГц. Построены карты стабильных режимов работы распылительной системы. Получены и продиагностированы покрытия SixOy на подложках из монокристаллического кремния при различных значениях доли кислорода в газовом потоке и различных параметрах импульсного питания магнетрона.


