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, № 7 (2020)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКА

5-13 8
Аннотация
Настоящая статья посвящена изучению механизмов деградации структуры сегнетоэлектрика состава Pb1−хBaхZr0,53Ti0,47O3−δ. На основании результатов исследований по влиянию температурно-временных режимов синтеза на степень структурного совершенства твердого раствора Pb0,85Ba0,25Zr0,53Ti0,47O3-8 установлено, что при его отжиге (Т = 420 К и t = 15–100 ч) наблюдается смещение положения и уширение рентгеновского рефлекса (112), что обусловлено аморфизацией и увеличением упругих напряжений в кристаллической решетке материала в ходе отжига. Показано, что при увеличении температуры отжига до 520 К, во временном интервале 15 – 100 ч, кристаллическая решетка материала деформируется за счет образования в ней дефектов типа VPb, VО и [V О •• 2Pb / i ], что проявляется в уменьшении соотношения интенсивностей I(hkl) дифракционных рефлексов (112) и (211). Предполагается, что в результате этого отжига на межзеренных границах накапливается избыток свинца, который способствует локальному появлению жидкой фазы. Данная фаза, участвуя в переносе компонентов материала, не только ускоряет взаимодействие реагирующих компонентов, но и снижает устойчивость их кристаллических решеток из-за образования в них точечных дефектов. В этом случае состояние решетки определяется как появлением вакансий по кислороду (VО), свинца (VPb), ассоциатов типа [V О •• 2Pb / i ], так и возникновением различных упругих напряжений, что способствует ослаблению химических связей между атомами, обусловленных внесенной дефектностью в анионную подрешетку твердого раствора Pb0,85Ba0,25Zr0,53Ti0,47O3−8 при десорбции кислорода.
14-22 10
Аннотация

Целью данной статьи является анализ методов, подходов, средств технологии распределенных реестров для работы с документами в образовании. Задачами статьи являются анализ проблем с подтверждением достоверности документов об образовании, разработки новых структурных решений с использованием технологии блокчейн, рассмотрение двух моделей, а также оценка возможности их использования для документов об образовании.

Подтверждение документов об образовании осуществляется с использованием государственных реестров, что является сложным и ресурсоемким процессом. В мире наблюдается рост количества поддельных документов, что ставит под сомнение эффективность применяемых современных механизмов. Технология распределенных реестров (блокчейн) является устойчивым технологическим трендом, влияющим на развитие и качество цифровой экономики. Наличие механизма проверки достоверности документов об образовании, устойчивого к злонамеренному манипулированию, является актуальной задачей, выходящей за рамки сферы образования, возможные способы решения которой предложены в данной работе.

В статье приведена краткая характеристика технологии распределенных реестров. Рассмотрен подход применения технологии для подтверждения достоверности документов об образовании, состоящий из двух основных этапов: эмиссия цифрового документа об образовании и проверка. Рассмотрена роль доверенной третьей стороны в процессе эмиссии и проверки. Приводятся модели эмиссии и подтверждения цифрового документа на основе технологии распределенных реестров, которая позволяет устранить ограничения и недостатки существующих подходов, выявлена эффективность подхода на базе предложенных моделей. Сформулированные подходы могут быть применимы в различных социально-экономических сферах и сфере государственного управления для работы с аналогичными документами.

23-30 11
Аннотация
В настоящее время происходит активное совершенствование систем радиомониторинга в направлении расширения диапазона рабочих частот и ширины спектра обрабатываемых сигналов, что в ряде случаев требует изменения подходов при проектировании их приемных устройств. Целью статьи является обоснование способов и схемотехнических вариантов реализации приемного устройства сверхширокодиапазонной системы радиомониторинга и обоснование последовательности выбора элементной базы и расчета параметров приемного тракта. Показано, что за основу целесообразно выбрать инфрадинную структуру радиоприемного тракта, в которой частота зеркального канала расположена далеко от частоты основного канала, поэтому зеркальный канал легко подавляется простым фильтром нижних частот. Одной из основных проблем, возникающих при проектировании сверхширокодиапазонных радиоприемных устройств, является одновременное обеспечение большого динамического диапазона и низкого коэффициента шума. Для уменьшения коэффициента шума был предложен вариант построения тракта, начиная с малошумящего усилителя с повышенными параметрами нелинейной избирательности, что является допустимым при малой вероятности появления интермодуляционных комбинаций. В статье предложено приемное устройство с рабочим диапазоном частот 0,5–18 ГГц и аналоговым-цифровым преобразователем со скоростью до 10,4 GSPS. Для приемных устройств была подобрана элементная база и произведен расчет основных параметров тракта. На ряде примеров проанализированы способы увеличения динамического диапазона радиоприемного устройства и влияние параметров элементной базы на технические характеристики устройства. Описаны основные техническими характеристики радиоприемного устройства для эффективной работы современных комплексов радиомониторинга и способы увеличения его динамического диапазона.
31-39 14
Аннотация
В результате развития лучевой терапии онкологических заболеваний у врачей – радиационных онкологов появилась возможность прецизионно доставлять индивидуальные дозовые распределения в объем опухоли, максимально снизив дозовые нагрузки на критические органы, находящиеся в непосредственной близости к зоне облучения. Однако для корректного применения таких методов терапии необходимо было ужесточить требования, предъявляемые к технико-дозиметрическим параметрам радиотерапевтического оборудования, точности настройки и калибровки его геометрических, механических и радиационных параметров. Цель работы – определение величины возможной ошибки при позиционировании пациента в положении проведения лучевого лечения с использованием медицинских линейных ускорителей электронов путем моделирования воздействия тела пациента на радиотерапевтический стол (РТС). Для определения величин ошибки авторами рассмотрена конструкция и характеристики типовых РТС, разработана модель «среднего» тела пациента, позволяющая изменять нагрузку на терапевтическую поверхность (ТП) РТС с шагом 1 кг. Определены параметры положения ТП для основных локализаций лучевой терапии злокачественных новообразований: опухолей головного мозга и шеи, опухолей грудной клетки и малого таза. Экспериментально установлены численные величины отклонения ТП в изоцентре радиационного поля от предписанного горизонтального положения при нагрузке на нее от 40 до 180 кг для ТП, используемых в РНПЦ онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н. Александрова. На основании полученных экспериментальных данных показана необходимость проведения коррекции условий облучения пациента на этапе моделирования параметров его лечения для обеспечения требуемой протоколами лучевой терапии точности доставки индивидуальных дозовых распределений, для чего следует провести анализ зависимости отклонений в дозе, доставляемой пациентам, от величины отклонения ТП РТС от горизонтального положения для каждого используемого в клинической практике РТС, а также разработать и внедрить механизм, который позволит учитывать эту информацию при выборе параметров сеанса облучения и предписания дозы для любой локализации злокачественных новообразований
40-46 10
Аннотация
На основе анализа тенденций в развитии автомобилестроения и известных методов автоматизации управления транспортными средствами предложен подход к организации передачи управления транспортным средством от автоматизированной системы вождения человеку. Подход предполагает мониторинг параметров функционирования транспортного средства и систем, обеспечивающих автоматизированное вождение, состояния окружающей среды и психофизиологического состояния водителя, а также условий дорожного движения на предстоящем пути, прогнозирование места и времени передачи управления водителю, определение и регулирование его готовности взять управление на себя при возникновении такой необходимости. Особенностью предложенного подхода является то, что при автоматизированном вождении постоянно поддерживается минимальный уровень готовности водителя к управлению транспортным средством, который в течение определенного интервала времени перед запланированным переходом к ручному управлению доводится до оптимального. Такой двухуровневый контроль состояния водителей высокоавтоматизированных транспортных средств позволит повысить безопасность дорожного движения как в случаях прогнозируемой, так и в случаях неожиданно возникающей необходимости экстренного перехода от автоматизированного к ручному вождению. Цель работы – развитие методологии повышения безопасности дорожного движения с участием высокоавтоматизированных транспортных средств.
47-54 12
Аннотация
Объект исследования – массив горных пород с различными формами поперечного сечения выработки. Целью работы является компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния и объемной повреждаемости в окрестности горной выработки. Ненарушенный горный массив еще до образования выработки обладает начальным напряженно-деформированным состоянием (под собственным весом). Поэтому для определения напряженно-деформированного состояния массива с выработкой следует сначала рассчитать напряженное состояние массива без выработки, а затем учесть его как преднапряженное состояние для массива с выработкой. Оценка степени повреждаемости массива с выработкой проводилась на основе полученных распределений напряжений и деформаций. Расчет объемной повреждаемости производился с помощью модели деформированного твердого тела с опасным объемом. Опасный объем есть ограниченная область, где напряжения или деформации превышают установленный порог. Расчет опасных объемов и объемной повреждаемости проводился в конечно-элементном пакете ANSYS. Для этого была написана программа на языке APDL. Для каждого конечного элемента было рассчитано отношение действующих и предельных деформаций. Элементы, для которых данное отношение превышает единицу, и будут образовывать опасный объем для всей рассматриваемой модели. В итоге имеем список элементов, входящих в состав опасного объема, а также его величину. Разработанный метод оценки повреждаемости в окрестности подземной выработки учитывает различные формы сечения выработки и глубины ее залегания. Обоснована актуальность проведения исследования зон возможных разрушений с применением модели деформированного твердого тела с опасным объемом.
55-62 12
Аннотация

 Применение изделий микроэлектроники в условиях космического пространства возможно при обеспечении защиты от специальных внешних воздействующих факторов, в том числе радиационного воздействия. Для цифровых интегральных микросхем, изготовленных по субмикронным КМОП-технологическим процессам, наибольшее влияние оказывают радиационные эффекты, вызванные воздействием тяжелой заряженной частицы. Применение специальных средств проектирования при разработке микросхем двойного назначения, с повышенной устойчивостью к воздействию тяжелых заряженных частиц, позволяет предотвратить возникновение одиночных событий. Таким образом, применение современных программных продуктов приборно- технологического моделирования в микроэлектронике при разработке элементной базы радиационностойких микросхем космического назначения обеспечит сокращение сроков разработки новых изделий, а также позволит модернизировать (повысить эксплуатационные характеристики) уже существующие приборные и схемотехнические решения. В работе представлены результаты моделирования воздействия тяжелой заряженной частицы с величиной линейной передачи энергии, равной 1,81, 10,1, 18,8, 55,0 МэВ·см2/мг, соответствующей ионам азота 15N+4 с энергией E = 1,87 МэВ, аргона 40Ar+12 с энергией E = 372 МэВ, железа 56Fe+15 с энергией E = 523 МэВ, ксенона 131Xe+35 с энергией E = 1217 МэВ, на электрические характеристики приборной структуры n-МОП-транзистора. Показаны зависимости максимального тока стока IС от траектории движения тяжелой заряженной частицы и температуры окружающей среды.

63-70 13
Аннотация
В статье представлены результаты испытаний систем автоматического пожаротушения в части снижения температурного воздействия на строительные конструкции (перекрытия), воздуховоды системы вытяжной противодымной вентиляции. Проведены испытания по определению эффективности функционирования системы противодымной вентиляции по удалению продуктов горения по стальным воздуховодам с толщиной металла 1 мм, а также анализ температурного режима на строительные конструкции, воздуховод системы вытяжной противодымной вентиляции при огневом воздействии. Для системы оповещения (СО) второго типа была использована СО-2 на базе приборов ИСО «Болид». Предусмотрен запуск системы оповещения людей о пожаре: автоматически от системы автоматического пожаротушения; дистанционно от ручных пожарных извещателей, установленных на эвакуационных выходах из помещения хранения автомобилей. Проведены два натурных огневых испытания для легковых автомобилей. При проведении испытаний возгорание автомобилей проводилось изнутри салона. В ходе проведенных натурных огневых испытаний воздуховоды противодымной вентиляции сохранили целостность и герметичность, что подтверждено положительными протоколами аэродинамических испытаний вентиляционной системы противодымной вентиляции. Воздуховоды системы вытяжной противодымной вентиляции сохранили целостность, фланцевые соединения воздуховодов сохранили прочность и герметичность, крепления воздуховодов не имеют повреждений и сохранили свои функции. В результате испытаний установлено: ограничение очага пожара в горизонтальной проекции автомобиля (периметр автомобиля); заполнение объема помещения хранения автомобилей дымопаровоздушной смесью происходит лавинообразно на всю высоту помещения; в результате лавинообразного заполнения помещения установлено отсутствие нейтральной зоны (зоны безопасности). По результатам проведенных испытаний возможно внесение изменений в действующие технические нормативно-правовые акты.
71-78 11
Аннотация
Приведены результаты моделирования процессов переноса электронов в трехмерной полупроводниковой структуре, содержащей графен и слои гексогонального нитрида бора, с использованием метода Монте – Карло. Графен рассматривается в настоящее время как один из наиболее перспективных материалов для создания новых полупроводниковых приборов в высокочастотных диапазонах работы. Использование графена, который обладает высокой подвижностью носителей заряда, высокой теплопроводностью и рядом других положительных свойств, позволяет разработать новые полупроводниковые приборы с хорошими выходными характеристиками. Путем моделирования получены основные характеристики переноса электронов – зависимости скорости, средней энергии, подвижности от напряженности электрического поля в полупроводниковой структуре, содержащей слой графена и области из нитрида бора. Моделирование процессов переноса электронов производилось с учетом изменения температуры слоев графена и нитрида бора, что наблюдается с увеличением напряженности электрического поля в структуре. Анализ полученных зависимостей показал, что при небольших значениях напряженности электрического поля, которые не превышают величину, равную приблизительно 2,5 кВ/см, наблюдается нелинейное изменение температуры структуры. При более значительных значениях напряженности электрического поля отмечается квазилинейное изменение температуры. Аналогичный вид зависимостей наблюдается и для зависимостей средней энергии электронов от напряженности электрического поля, полученных для слоя графена. Полученные зависимости характеристик переноса электронов могут служить основой для определения выходных характеристик в многослойных полупроводниковых приборах, содержащих слои графена, гексогонального нитрида бора и других материалов.
79-86 15
Аннотация
Настоящая работа посвящена установлению зависимости температуры нагрева кремниевой пластины при быстрой термической обработке на установке «УБТО 1801» облучением обратной стороны некогерентным потоком света постоянной плотности от мощности ламп и времени нагрева. В результате разработана математическая модель изменения температуры пластины на базе уравнения нестационарной теплопроводности и известных температурных зависимостей теплофизических свойств кремния и степени черноты алюминия и серебра, нанесенных на рабочую поверхность кремниевой пластины. Для экспериментального определения значений численных параметров математической модели кремниевые пластины нагревали единичным импульсом света постоянной мощности до температуры одного из трех фазовых переходов формирования эвтектики алюминий-кремний, плавления алюминия и плавления серебра. Время формирования фазового перехода на поверхности пластин в процессе быстрой термообработки фиксировали пирометрическим методом. В соответствии с разработанной математической моделью определен коэффициент преобразования электрической мощности ламп в плотность мощности светового потока, численное значение которого составило 5,16∙10-3 см-2 . Изменение мощности ламп от 690 до 2740 Вт приводит к изменению температуры кремниевой пластины в процессе быстрой термической обработки от 550 до 930°К соответственно. При этом погрешность прогнозирования температуры пластины в соответствии с разработанной математической моделью составляет менее 2,3 %. Результаты работы могут быть использованы при разработке новых процессов быстрой термообработки кремниевых пластин.
87-95 13
Аннотация
Поиск физических фундаментальных закономерностей, приводящих к устойчивому высокотемпературному ферромагнетизму, является актуальной задачей. Кроме уже синтезированных двумерных материалов, остается широкий перечень возможных структур, стабильность которых предсказана теоретически. В статье представлены результаты изучения электронных свойств соединений на основе халькогенидов переходных металлов MAX3 (M = Cr, Fe, A = Ge, Si, X = S, Se, Te) с наноструктурированным магнетизмом. Исследования проводились с помощью квантовомеханического моделирования в специализированном программном комплексе VASP, а также расчетов в рамках модели Гейзенберга. Определены основные магнитные состояния двумерных MAX3 и соответствующие им зонные энергетические структуры. Установлено, что среди изучаемых систем наноразмерным ферромагнетиком является CrGeTe3. Кроме того, данное соединение является полупроводником с шириной запрещенной зоны равной 0,35 эВ. Остальные материалы являются антиферромагнетиками. Весь магнитный момент в MAX3 локализован на атомах переходного металла, в частности, на d-орбитали атома переходного металла (и лишь незначительная часть – на p-орбитали халькогена). Для CrGeTe3 проведены расчеты интеграла обменного взаимодействия. Установлены вероятностные механизмы формирования магнитного порядка. Согласно полученным интегралам обменного взаимодействия, в плоскости полупроводника формируется строгий ферромагнитный порядок. Распределение парциальной плотности электронных состояний указывает на гибридизацию между d-орбиталью атома переходного металла и p-орбиталью халькогена. Определено, что более вероятностным является обменное взаимодействие по механизму суперобмена.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

96-99 21
Аннотация
Введение в строй АЭС в Беларуси ставит широкий круг задач по эффективному использованию электрической энергии в различних электрических системах, приборах и устройствах. Особенно это относится к развитию и совершенствованию электродвигателей – стационарных, транспортных и специального назначения. В настоящее время используются двуполярные двигатели, имеющие коллектор – переключатель обмоток якоря двигателя при его вращении. Однако существует совершенно другой тип двигателя, не требующий коллектора – униполярный электрический двигательгенератор. Некоторые свойства данного двигателя позволяют использовать его там, где коллекторный двигатель непригоден, например, во взрывоопасных и пожароопасных средах (искрение на коллекторе недопустимо), в прецизионных устройствах, где необходима предельная плавность хода и отсутствие вибрации и т. д. Физико-математические основы униполярного двигателя-генератора (электродинамика движущихся сред, сила Лоренца, униполярная индукция, магнитная гидродинамика) изложены во многих монографиях и учебниках, например, в [1–4]. Задача настоящей статьи – обратить внимание на техническую реализуемость униполярного двигателя-генератора в конструкции с разделенными проводниками в барабане ротора.


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