Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск

Научный журнал «Доклады БГУИР» издается с 2003 г. Белорусским государственным университетом информатики и радиоэлектроники. Для опубликования в журнале принимаются оригинальные статьи на русском и английском языках. Статьи подлежат обязательному рецензированию. 

Текущий выпуск

Том 18, № 6 (2020)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКА

5-10 200
Аннотация

В статье рассмотрены вопросы возможных форматов сигналов сетей мобильной связи 5G (NR, IMT-2020): конфигурации числа ресурсных блоков и частотных сдвигов поднесущих, модуляционные схемы, организации физического уровня, а также широкополосность сигналов данных сетей и, как следствие, необходимость в введении запаса на линейность приемо-передающих трактов для исключения искажений или проявления эффектов блокирования при помеховых воздействиях данного сигнала на сторонние средства. Проанализированы характеристики динамического диапазона сигналов систем сухопутной подвижной службы стандарта IMT-2020, сделан вывод о шумоподобности сигналов. Для нахождения отношения максимальной амплитуды к ее среднему значению и данного отношения, не превышаемого с заданной вероятностью, использовались математические модели, реализуемые посредством среды Matlab. Авторами сделан вывод о соответствии закона распределения вероятностей модуля мгновенной амплитуды сигналов системы связи 5-го поколения распределению, характерному для узкополосного радиошума. На основании проведенного исследования получены значения пик-фактора сигнала систем сухопутной подвижной службы стандарта IMT-2020 для различных их вариаций и определен достаточный уровень запаса мощности для обеспечения, с высокой вероятностью, прохождения сигналов сетей мобильной связи пятого поколения через радиотракты, исключающий искажения сигналов. Полученные результаты были применены при проведении экспертизы на электромагнитную совместимость радиоэлектронных средств сотовой подвижной связи с действующими и перспективными радиоэлектронными средствами гражданского и специального назначения, а также при исследовании защиты земных станций спутниковой связи от воздействия радиоэлектронных средств сетей сотовой подвижной электросвязи стандарта IMT-2020, размещаемых на приграничных территориях.

11-17 83
Аннотация

Целью настоящей работы является теоретическое исследование контактного взаимодействия предварительно натянутой гибкой упруго растяжимой ленты с неподвижным шкивом. Рассматривается случай линейного распределения по длине дуги охвата удельного давления со стороны шкива на ленту. Для этого случая получено выражение для усилия натяжения ленты, распределяющегося по дуге охвата. Показано, что для гибкого звена в виде ленты в пределах дуги охвата присутствуют два вида участков: два симметрично расположенные участки упруго деформируемой ленты, соответствующие дугам скольжения, и расположенный между ними участок недеформируемой ленты. При определенных условиях недеформируемый участок ленты отсутствует, т. е. лента упруго деформируется в пределах всей дуги охвата, которая в этом случае является дугой скольжения. Выполненные теоретические исследования контактного взаимодействия упруго деформируемого гибкого звена с неподвижным шкивом выявили эффект независимости длины дуги скольжения, т. е. деформируемого в зоне охвата участка гибкого звена, от усилия натяжения. Длина этого участка определяется углом охвата и коэффициентом трения для материалов гибкого звена и шкива. Полученные результаты дополняют сведения о механике взаимодействия гибкого звена с ведущим и ведомым звеньями ременной передачи и позволяют получить дополнительные сведения о явлении упругого скольжения, возникающего в этих передачах.

18-24 71
Аннотация

In this paper, we describe a method that allows one to realize highly efficient amplitude modulation of radiation at the output of electro-optical laser switches with two coupled resonators, in which electro-optical elements are located both in two split arms and in every arm of a multipath interferometer with combined channels with a control voltage 2 times lower than in existing laser switches. Moreover, the electro-optical elements located in the two split arms of a multipath interferometer with combined channels, with one passage of the light flux through the electro-optical element, must make the opposite controlled changes in the phase difference of the interfering light beams. Therefore, for such electro-optical switches with two coupled resonators the value of the required electric power will be, respectively, 2 times less than that of the existing ones, which significantly expands their operating frequency range. In this case, a laser switch with electrooptical elements located in the two split arms of a multipath interferometer has an asymmetric dependence of the output radiation intensity on the change in the phase difference of the interfering light beams relative to the zero value of the light intensity. A laser switch with electro-optical elements located on all arms of a multipath interferometer with combined channels has a symmetric dependence of the output radiation intensity on the magnitude of the phase difference of the interfering light beams relative to the zero value of the light intensity. In addition, due to the coherent summation of the amplitudes of the interfering light waves, such laser electro-optical shutters also have amplification of radiation with a resonant wavelength.

25-32 91
Аннотация

Получен композитный материал на основе наночастиц оксида цинка, синтезированных химическим гидротермальным методом, и полимерной диэлектрической матрицы силиката натрия. Свободные наночастицы оксида цинка были сформированы при нагреве эквимолярного раствора нитрата цинка и гексаметилентетрамина с различными значениями показателя pH (от 3 до 5). Наночастицы были введены в водный раствор силиката натрия и послойно нанесены на кремниевую подложку путем центрифугирования. Методом растровой электронной микроскопии исследована структура и морфология как свободных наночастиц оксида цинка на кремниевой подложке, так и после внесения их в матрицу силиката натрия. Установлено, что полученные частицы обладают гексагональной кристаллической решеткой и имеют бимодальное распределение по размерам. После внесения в матрицу силиката натрия в ней остаются только небольшие наночастицы оксида цинка со средним диаметром 45 нм. Исследование спектров фотолюминесценции композитного материала, включающего наночастицы оксида цинка, полученные при различных значения pH исходного раствора, показало наличие экситонной и примесной полос фотолюминесценции с максимумами интенсивности, расположенными на длинах волн 383 и 590 нм соответственно. Наночастицы оксида цинка, находящиеся в стабилизирующей матрице силиката натрия, демонстрируют более высокую относительную интенсивность экситонной фотолюминесценции, чем свободные частицы. Наибольшая величина относительной интенсивности экситонной фотолюминесценции достигнута у композитного материала, включающего наночастицы, синтезированные при рН исходного раствора 3,35. Полученные композитные материалы могут найти применение в оптоэлектронных и фотовольтаических приборах, а также в качестве оптической среды безрезонаторных лазеров.

33-40 100
Аннотация

The purpose of the work is to confirm experimentally theoretical estimates for time complexity of operations of the string processing model linked with the metric space for solving data processing problems in knowledge-driven systems including the research and comparison of the operation characteristics of these operations with the characteristics of similar operations for the most relevant data structures. Integral and unit testing were used to obtain the results of the performed computational experiments and verify their correctness. The C \ C++ implementation of operations of the string processing model was tested. The paper gives definitions of concepts necessary for the calculation of metric features calculated over strings. As a result of the experiments, theoretical estimates of the computational complexity of the implemented operations and the validity of the choice of parameters of the used data structures were confirmed, which ensures near-optimal throughput and operation time indicators of operations. According to the obtained results, the advantage is the ability to guarantee the time complexity of the string processing operations no higher than O  at all stages of a life cycle of data structures used to represent strings, from their creation to destruction, which allows for high throughput in data processing and responsiveness of systems built on the basis of the implemented operations. In case of solving particular string processing problems and using more suitable for these cases data structures such as vector or map the implemented operations have disadvantages meaning they are inferior in terms of the amount of data processed per time unit. The string processing model is focused on the application in knowledge-driven systems at the data management level.

41-48 91
Аннотация

В настоящее время производители роботов как правило используют закрытые протоколы собственной разработки, что существенно усложняет разработку и интеграцию новых роботов и комплексов. Предлагается использование стандартной последовательности запросов и ответов между управляющим сервером и клиентом (допускается пропуск некоторых шагов). Первый и второй шаги предназначены для проверки доступности оборудования при первом включении системы или во время установки соединения. В случае успешной проверки управляющий сервер переходит к следующему шагу. Третий и четвертый шаги используются для первичного конфигурирования и настройки удаленного управления. На пятом шаге осуществляется передача цифрового управляющего сигнала от сервера управления к роботу. Сигнал передает всю необходимую информацию для управления устройством робота. В качестве ключей используются строковые поля (до 256 символов). На шестом шаге управляющий сервер получает ответ управления – структуру данных, переданных от клиента (робота) для подтверждения факта принятия данных и возврата дополнительных параметров. Для идентификации роботов предложена их классификация по типу и назначению, указаны доступные типы управления. Для детального описания робота используется вся схема инициализации. Предложенная методика предназначена для описания инфраструктурно- и платформо-независимого взаимодействия, что позволяет его использовать в различных типах робототехнических систем.

49-56 65
Аннотация

Для реализации естественно-языкового пользовательского интерфейса и интеллектуального ответа на вопросы на основе знаний в работе предлагается модель обработки китайского языка, основанная на знаниях. В статье рассматриваются существующие методы обработки естественного языка и различные базы знаний, связанные с обработкой естественного языка. На основе анализа данных методов был сделан вывод о том, что в обработке естественного языка база знаний является самой основной и важной частью. База знаний позволяет обеспечить обработку естественного языка, основываясь на изначально описанных знаниях, а также объяснить процесс обработки. На основании анализа различных методов построения баз знаний об английском и китайском языках был предложен онтологический подход к обработке китайского языка. В модели обработки китайского языка можно выделить два основных аспекта исследования: построение базы знаний о китайском языке и разработка решателя задач на основе онтологии. Предложенный подход направлен на разработку семантической модели знаний о китайском языке. Как один из этапов реализации подхода была построена онтология китайского языка, которую можно использовать в дальнейшем для обработки китайского языка. В данной работе рассмотрены первая версия указанной онтологии и принцип построения базы знаний о китайском языке. Для построения онтологии на данном этапе нет единых стандартов и системы оценки. Расширение и улучшение онтологии и оценка ее качества требуют дальнейших исследований.

57-65 62
Аннотация

Работа посвящена изучению зависимости результатов обработки фоторезистивных пленок на поверхности кремниевых пластин в среде озона от условий и параметров проведения процесса. Высокий окислительный потенциал озона обосновывает возможность его применения для удаления органических пленок в условиях атмосферного давления. Эксперименты выполнялись с использованием разработанного исследовательского стенда, в котором варьировался режим и способ нагрева пластины, а также способ подачи газа к поверхности фоторезиста. В качестве экспериментальных образцов выступали кремниевые пластины со сформированным слоем фоторезистивной маскирующей пленки толщиной 1,35 мкм. Было установлено, что для обеспечения равномерности нагрева пластины по всей ее поверхности целесообразным является использование керамического инфракрасного нагревателя. При подаче озоно-воздушной смеси в центр нагретого образца наблюдалось наличие остатков удаляемого фоторезиста, связанное с перепадом температуры в его приповерхностной области. Для решения данной проблемы были рассчитаны компьютерные модели температурных режимов элементов реакционного объема, которые показали, что рассеяние потока рабочего газа по поверхности кремниевой пластины позволяет значительно увеличить эффективность удаления фоторезиста, а при качественном подборе режима обработки обеспечивает полное снятие фоторезистивного материала. Полученные данные были экспериментально подтверждены путем использования сепаратора потока озоно-воздушной смеси. Проведены эксперименты по исследованию влияния расстояния от поверхности пластины до места ввода рабочего газа на скорость удаления фоторезиста, показавшие, что уменьшение расстояния способствует сокращению потерь озона в результате термического разложения и, соответственно, повышению скорости удаления материала.

66-74 186
Аннотация

Адаптивные широкополосные малошумящие усилители радиочастоты (АШМУР) находят широкое применение при построении систем защиты радиоприемных трактов от нелинейного поражения в условиях нестационарной электромагнитной обстановки (ЭМО). Одним из перспективных направлений работ по созданию АШМУР является разработка устройств в классе схем с переключаемыми цепями. Создание таких устройств имеет определенные особенности, поскольку, наряду с необходимостью обеспечения малого коэффициента шума и цифрового управления регулировочной характеристикой, требуется обеспечить высокую линейность и большой динамический диапазон (ДД) устройства. В настоящей работе представлены результаты логико-эвристического синтеза АШМУР с адаптивно регулируемым коэффициентом передачи, который изменяется за счет переключения цепей трансформаторной обратной связи. С целью проверки функциональных и технических характеристик синтезированного АШМУР и оптимизации его параметров разработана и исследована модель в программной среде ADS. Предложенное техническое решение АШМУР обеспечивает дискретное (23, 14, 10 и 5 дБ) широкополосное изменение коэффициента передачи, при этом ДД по интермодуляции третьего порядка в пересчете к полосе 1 МГц составляет соответственно 83, 92, 98 и 104 дБ. Ступенчатое изменение коэффициента передачи в цепи трансформаторной отрицательной обратной связи разработанного АШМУР позволяет избежать накопления дополнительных шумов в структуре и обеспечивает низкий коэффициент шума, который не превышает 1 дБ. Технические характеристики АШМУР позволяют адаптивно наращивать перегрузочную способность радиоприемного тракта с пропорциональным расширением его ДД в условиях нестационарной ЭМО и таким образом обеспечить повышение эффективности системы уровневой защиты от нелинейного поражения приемных трактов средств радиосвязи, радиолокации и радионавигации.

75-80 59
Аннотация

To determine the dielectric permittivity of materials in a wide frequency range with the automation of measurements and the necessary accuracy, measuring cells have been created to ensure the simplicity of the design of the waveguide path. In order to obtain information about the suitability of measuring cells based on irregular SHF waveguides for estimation of dielectric parameters of materials, we simulated the structure of electromagnetic field in the system consisting of two irregular waveguides and waveguide chamber placed between them using a three-dimensional electrodynamic simulation in Ansoft HFSS package environment. The distribution of the electric field was simulated when an empty polyethylene tube, a rod of fluoroplastic and a rod of textolite are placed in the measuring cell. It was demonstrated that high order modes fade out in irregular waveguide and do not affect the precision of obtained results, and significant edge effects were not detected. It allows one to utilize measuring cells based on irregular waveguides together with a scalar or vector network analyzer and using the partial filling of the waveguide method or the modified Nicholson – Ross – Weir method for measurements of dielectric permittivity  of materials. The results of modeling the dependence of the amplitude and phase of the reflection coefficient of the textolite and fluoroplastic on the frequency in Ansoft HFSS environment are given. The simulation results are compared with the results obtained experimentally. The frequency dependencies of  were obtained experimentally for test materials – textolite and fluoroplastic – in the frequency range of 25,95–37,50 GHz. The experimental data are in satisfactory agreement with the results of theoretical calculations and do not go beyond the boundaries specified by the measurement uncertainty.

81-87 75
Аннотация

Цель работы – системно проанализировать и обобщить высокоточный измерительный сигнал для оценки защищенности в каналах утечки в шумах высокого уровня дискретно-квантованным представлением речевых сигналов принципами амплитудно-импульсной модуляции. Установлено, что дискретизация по времени и квантование по уровню высокоскоростных высококачественных речевых сигналов для преобразования в цифровую форму являются основными источниками утечки информации. Показано, что для определения степени защищенности информации при высококачественной высокоскоростной передаче в широкополосных каналах передачи информации необходимо использовать сложный измерительный (тестовый) композитный сигнал. Требования к измерительному сигналу определяются особенностями дискретно-квантованного представления речевых сигналов. В качестве измерительного сигнала предложено использовать периодическую импульсную последовательность треугольной формы. Измерительный сигнал треугольной формы имеет преимущество перед гармоническим сигналом в процессе выделения шума квантования, так как позволяет достичь более высокой точности при его обработке. Для оценки защищенности канала, обусловленного амплитудно-импульсной модуляцией, используется гармонический сигнал, сформированный из периодической импульсной последовательности треугольной формы методом преобразования Фурье. Использование предложенного измерительного композитного сигнала позволяет установить его численную зависимость с численным значением сигнала, принятого в качестве нормированного, и сравнить для принятия решения о защищенности речевого сигнала. Представленные в статье материалы являются оригинальными и могут быть использованы при оценке защищенности каналов утечки речевых сигналов, преобразованных в цифровую форму. Кроме того, полученные результаты позволяют проводить дальнейшие исследования защищенности речевых сигналов при их обратном преобразовании из цифровой формы в исходный сигнал.

88-93 64
Аннотация

The paper presents justification of a binder material for incorporating carbon particles into the interfiber space of electromagnetic radiation absorber. A method for carbon particles incorporation into a fibrous material has been developed. It is based on applying a carbon-containing nanocomposite to the fibrous material’s surface. Previously, the research of carbon particles incorporation into a synthetic material by using an aqueous solution were carried out, which ensured a uniform distribution of carbon particles in the material structure. However, the properties of the material have changed significantly upon mechanical deformation. Therefore, the carbon particles incorporation process was investigated using various nanocomposites obtained on the basis of mixtures of vinyl acetate polymer, or epoxy polymer, or surface-active substance with carbon black. Based on the results of electron microscopic analysis and the reflection and transmission coefficients frequency dependences in the frequency range 0.7–17 GHz, the efficiency of using a nanocomposite based on a mixture of surface-active substance and carbon black to create electromagnetic radiation absorbers was justified. Such electromagnetic radiation absorbers have the transmission coefficient value about –18 dB and reflection coefficient value about –12 dB in the frequency range 7–13 GHz. Carbon-containing electromagnetic radiation absorbers based on fibrous material have thickness less than 3 mm, properties of flexibility and resistance to mechanical deformation. It can be used in various fields, in particular for hiding objects from radio frequency reconnaissance or protecting equipment from external interference.

94-102 95
Аннотация

Целью работы являлось исследование влияния состава газовой среды в процессе распыления на электрофизические характеристики пленок оксида ванадия, нанесенных методом импульсного реактивного магнетронного распыления ванадиевоaй мишени в среде Ar/O2 рабочих газов.

Получены зависимости напряжения разряда магнетрона, скорости нанесения, удельного сопротивления, температурного коэффициента сопротивления (ТКС), ширины оптической запрещенной зоны пленок оксида ванадия от концентрации кислорода в смеси газов. Установлено, что при реактивном магнетроном распылении формируются аморфные пленки оксида ванадия. Показано, что электрофизические свойства нанесенных пленок оксида ванадия имеют сильную зависимость от концентрации кислорода в Ar/O2 смеси газов, что связано с образованием в пленке смеси различных промежуточных оксидов ванадия. Установлено, что с точки зрения использования пленок оксида ванадия в качестве термочувствительных слоев пленки необходимо наносить при концентрациях кислорода в смеси газов от 17 до 25 %. При данных концентрациях кислорода без нагрева подложек получены пленки оксида ванадия с удельным сопротивлением (0,6–4,0)·10-2 Ом·м, ТКС 2,2–2,3 %/°C и шириной запрещенной зоны для прямых переходов 3,7–3,78 эВ. Полученные характеристики позволяют использовать данные пленки в качестве термочувствительных слоев микроболометров.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.