Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск
Том 19, № 1 (2021)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКА 

5-10 134
Аннотация

Целью данной работы являлось исследование процесса -реактивного ионно лучевого распыления арсенида галлия с использованием оптического эмиссионного анализа плазмы в области мишени для определения оптимальных условий формирования собственных оксидов GaAs. Источником ионов являлся плазмотрон на базе ускорителя с анодным слоем, который генерировал поток ускоренных ионов аргона и кислорода с энергией 400–1200 эВ. Мишень была изготовлена из арсенида галлия, легированного теллуром. При распылении GaAs ионами Ar+ в спектре обнаружены интенсивные линии GaI (2874,2 Å, 2943,6 Å, 4033,0 Å и 4172,1 Å), атомарного аргона ArI, ионов аргона, а также линии FeI.тПоявление линий железа может быть объяснено распылением полюсных наконечников магнитной системы ионного источника. Увеличение ускоряющего напряжения с 1 до 3 кВ приводит к росту интенсивности пиков атомарного галлия GaI (4172,1 Å) в 2,38 раза, линии GaI (4033,0 Å) – в 3,25 раза, линии GaI (2943,6 Å) – в 3,4 раза, линии GaI (2874,2 Å) – в 5 раз. Установлено, что увеличение парциального давления кислорода приводит к резкому уменьшению пиков GaI (4033,0 Å) и GaI (4172,1 Å) из-за химического взаимодействия галлия и кислорода. Распыление в чистом кислороде снижает интенсивность этих пиков в 8 и 5 раз соответственно. Интенсивность пиков атомарного галлия GaI (2874,2 Å) и GaI (2943,6 Å) снизилась в 2 и 1,78 раза соответственно. При наличии положительного потенциала на мишени интенсивность всех линий атомарного галлия монотонно снижается с увеличением потенциала. В эмиссионном спектре были обнаружены линии атомарного кислорода ОI (7774,2 Å) и молекулярных положительных ионов O+2 (6418,7 Å, 6026,4 Å, 5631,9 Å и 5295,7 Å). При наличии положительного потенциала на мишени наблюдалось монотонное снижение интенсивности вышеуказанных линий кислорода. Это свидетельствует об интенсификации процессов химического взаимодействия кислорода с элементами мишени и, соответственно, о снижении свободных активных частиц кислорода.

11-20 130
Аннотация

В настоящей работе предлагаются две различные структуры приемных устройств, совместимых с технологией множественного доступа с разделением каналов при наличии антенной решетки и замираний в каналах связи. Анализируются характеристики двух различных структур коллективных обнаружителей для восходящего или нисходящего каналов связи. Число приемных антенн может быть ограничено в нисходящем канале из-за малого размера приемного устройства мобильной станции. Какие-либо специфические последовательности не рассматриваются. Предполагается синхронизированная система, но она может быть легко сведена к асинхронной системе. Первый обнаружитель использует распределенный декоррелятор, в котором декорреляция выполняется на выходе каждого элемента антенной решетки независимо, и выходы комбинируются согласно максимальному отношению сигнал/помеха. Другой обнаружитель является централизованным декоррелятором, в котором декорреляция выполняется одновременно на всех выходах элементов антенной решетки. Проводится сравнительный анализ распределенного декоррелятора, когда декорреляция сигнала выполняется каждым элементом антенной решетки, и централизованного декоррелятора, когда декорреляция выполняется совместно один раз. Использование распределенного декоррелятора позволяет получать лучшие характеристики системы при наличии гладких замираний в канале связи. Распределенный и централизованный обнаружители обеспечивают одинаковую характеристику при наличии аддитивного белого шума в канале связи. Тем не менее распределенный декоррелятор обладает лучшей характеристикой при наличии замираний в канале связи.

21-29 146
Аннотация

Цель работы, результаты которой представлены в статье, заключалась в разработке алгоритмов вычисления повреждаемости твердого тела или системы твердых тел, основанных на методе Монте – Карло и методе аналитического граничного элемента. Метод аналитического граничного элемента был использован для расчета и анализа напряженно-деформированного состояния твердого тела от распределенной поверхностной нагрузки. Основываясь на показателях напряженного состояния, разработаны алгоритмы численной оценки опасного объема и интегральной повреждаемости с применением методов Монте – Карло. Исходя из картины распределения полей напряжений, описана методика определения области для генерации случайным образом узлов интегрирования. Разработаны общие рекомендации по определению границ подобласти, содержащей опасный объем. Исходя из особенностей методов Монте – Карло, проведена численная оценка показателей повреждаемости среды для разного количества узлов интегрирования. Методы и алгоритмы были применены для вычисления опасного объема и интегральной повреждаемости в плоском и пространственном случаях для двух наиболее распространенных законов распределения поверхностных усилий в механике контакта твердых тел: при контактном взаимодействии двух тел несогласованной формы (задача Герца) и при вдавливании абсолютно жесткого штампа в упругую полуплоскость или полупространство. Научная новизна работы состоит в объединении аналитических и численных подходов для количественной оценки показателей повреждаемости силовой (трибофатической) системы. В результате проведенной работы получены количественные показатели опасного объема (в плоском случае – опасной площади) и интегральной повреждаемости полуплоскости и полупространства, отнесенные к величине прикладываемой нагрузки.

30-36 120
Аннотация

Изменение пользовательского интерфейса всегда влечет риски уменьшения эргономики приложения и оттока пользователей. Целью данной работы является поиск методов изменения пользовательского интерфейса без ущерба удобству пользования и увеличению количества активных пользователей. При помощи Alpha/Beta тестирования и анализа метрик приложения возможно включить проектирование в каждую итерацию и удаленно управлять конфигурацией приложения, что позволяет улучшать пользовательский интерфейс приложения. В статье предложен способ интеграции этапа изменения пользовательского интерфейса и адаптации в итеративную модель разработки программных средств, а также описаны успешно проведенные опыты улучшения пользовательского интерфейса, которые позволили улучшить метрики приложения. В данной работе была выделена проблема недостаточной информативности и контроля за покупками пользователя, что негативно влияло на количество покупок. Выдвинута гипотеза о том, что пользователь должен иметь эффективный инструмент визуализации и контроля в приложении. В результате проведения эксперимента гипотеза была подтверждена увеличением количества покупок и активностью пользователей. В приложении также существовала проблема безопасности данных, что подвергало риску потери данных пользователей. Был проведен эксперимент по изменению значения по умолчанию пользовательской настройки, что привело к увеличению положительных метрик использования функционала резервации данных. Также рассмотрена проблема опроса пользователей, что является важной составляющей в процессе улучшения эргономики приложения. Была использована методика удаленного опроса пользователей, что позволило получать быструю обратную связь от пользователей и быстро реагировать на их запросы. Результатом работы является подтверждение гипотезы изменения пользовательского интерфейса в циклах итеративной модели разработки, положительная динамика метрик приложения, а также удовлетворение пользователей изменениями.

37-45 104
Аннотация

Перспективным направлением концептуального развития методов создания интеллектуальных систем является применение технологии последовательного построения функионально расширяющегося модельного ряда конструктивных прототипов системы. Руководящий принцип создания интеллектуальной системы по предложенной технологии заключается в том, что система высокой сложности разрабатывается и отлаживается поэтапно с использованием параллельно- последовательной схемы структурного наращивания и функционального усложнения. На каждом этапе построения она реализуется в виде аппаратно-программного комплекса – конструктивного прототипа с определенным набором выделенных составных частей и выполняемых функций. Под конструктивным прототипом системы понимается определенный вариант ее построения в виде логической или физической модели, которая включает заданный набор информационных, технических и программных средств, выполняет определенные системные функции, позволяет оценивать достигнутые уровни параметров, а также обеспечивает дальнейшее наращивание и развитие системы. В качестве обязательных прототипов первичных уровней наиболее эффективно использование вербально-эвристических и графо-эвристических абстрактных моделей, которые отражают набор исходных требований и структуру интеллектуальной системы. Обязательным прототипом последующих уровней системной технологии является материальная модель ядра системы, объединяющего аппаратные и программные компоненты, совместное функционирование которых обеспечивает достижение требуемого набора интегративных системных свойств. Последовательность поэтапного выбора все более сложных прототипов с одновременным обогащением состава применяемых средств и выполняемых системных функций образует расширяющийся модельный ряд системы. В практике разработки систем он ограничивается определенным прототипом верхнего уровня, который удовлетворяет предварительно заданным техническим требованиям к системе. Поэтапная разработка и отладка моделей – прототипов высокой сложности с использованием параллельно-последовательной схемы их структурного наращивания и функционального усложнения является результативным технологическим направлением системного проектирования.

46-51 110
Аннотация

В статье рассматриваются вопросы, касающиеся особенностей работы и настройки режимов высоковольтного импульсного источника питания на основе последовательного автономного резонансного инвертора с обратными диодами, использованного для возбуждения разряда атмосферного давления барьерного типа. Указывается, что характерными особенностями работы автономных резонансных инверторов является возникновение затухающих колебаний напряжения в LC-контуре инвертора, а также зависимость выходного переменного напряжения от отношения рабочей частоты инвертора (частота открытия тиристоров) к собственной резонансной частоте LC-контура. В зависимости от этого отношения инвертор может работать в режиме прерывистого, граничного и непрерывного тока. Амплитуда и форма выходного напряжения инвертора контролировались при помощи делителя напряжения 1:1000 осциллографом C1-65A. Вид управляющих импульсов для отпирания тиристоров получен при помощи осциллографа C1-167. Установлено, что при несимметричном следовании управляющих импульсов друг относительно друга вследствие особенностей работы повышающих трансформаторов величина высоковольтного переменного напряжения на выходе инвертора оказывается недостаточной для возбуждения разряда атмосферного давления барьерного типа. В случае симметрии управляющих импульсов величина напряжения на выходе инверторного каскада достигает требуемых для пробоя диэлектрической среды величин. Получены осциллограммы выходного напряжения инвертора при регулировании его рабочей частоты. Показано, что амплитудное значение напряжения на газоразрядной нагрузке увеличивается по мере повышения рабочей частоты инвертора. Для частоты управляющих импульсов 250 Гц значение выходного амплитудного напряжения инвертора составило 3,4 кВ, для 460 Гц – 4,0 кВ, а для 550 Гц – 4,2 кВ.

52-60 116
Аннотация

В статье описана модель поглощения электромагнитной энергии радиочастотного диапазона биологическими тканями. Рассмотрены проблемы моделирования взаимодействия излучения СВЧ-диапазона и биологических тканей, представленных в виде многослойных структур. Разработаны модели полосковых излучателей для шести поддиапазонов, перекрывающих диапазон 500–3500 МГц. Модель биологической ткани разработана на основе изображения магниторезонансной томографии, что позволяет проводить моделирование в условиях, приближенным к реальным. На основании разработанных моделей приемопередатчиков и биоткани созданы модели, позволяющие провести анализ поглощения электромагнитной энергии в ближней и дальней зоне передатчика. Из результатов моделирования в ближней зоне видно, что имеются определенные максимумы поглощения на частотах 750, 938, 1250 и 1357 МГц. Исходя из результатов моделирования в дальней зоне можно отметить, что в диапазоне 750–1000 МГц не наблюдается пик поглощения на частоте 938 МГц. Также в результате моделирования зафиксировано уменьшение величины поглощения, начиная с частоты 750 МГц. Отсутствие пика поглощения также наблюдается и в районе частоты 1357 МГц. В диапазоне 2,5–3 ГГц как в ближней, так и в дальней зонах наблюдается практически линейное уменьшение величины поглощения. При анализе влияния размеров структур на поглощение электромагнитной энергии в биологических тканях было обнаружено, что характер изменения величины поглощения является нелинейной величиной. В диапазоне 0,5–2 ГГц наблюдается как увеличение, так и уменьшение поглощения при утолщении или утончении слоев. Также необходимо отметить, что при увеличении размеров каждого слоя на 10 % наблюдается пик поглощения в районе частоты 1156 МГц. Для диапазона 2–3,5 ГГц не наблюдается значительных изменений формы графика при изменении толщины слоев.

61-69 136
Аннотация

Целью работы является выбор метода синтеза широкополосной согласующей цепи, обеспечивающей максимальную передачу мощности от источника сигнала в нагрузку при наличии изменяющегося импеданса нагрузки радиотехнического устройства. Для достижения поставленной цели был осуществлен анализ основных направлений проектирования широкополосных согласующих цепей (аналитические, численные, графоаналитические методы синтеза). По результатам сравнения методов синтеза были указаны их особенности (достоинства и недостатки). Был выполнен анализ методов синтеза широкополосных согласующих цепей. Для анализа были выбраны обобщенный метод Дарлингтона, метод вещественных частот, структурно-параметрический метод синтеза на основе аппарата Т-матрицы, графоаналитический метод на основе диаграммы Вольперта – Смитта. С помощью данных методов синтеза были получены широкополосные согласующие цепи применительно к различным типам нагрузок. Сопоставление полученных результатов осуществлялось по нескольким показателям: уровню коэффициента передачи мощности в рабочем диапазоне частот, чувствительности коэффициента передачи по мощности к изменению номиналов элементов согласующей цепи и импедансу нагрузки при условии, что количество элементов согласующей цепи не более шести. На основании проведенного сравнения и анализа методов синтеза было установлено, что для решения поставленной задачи наиболее предпочтительным является метод вещественных частот. Его достоинством является использование комбинационного подхода (итеративного нахождения параметров функции сопротивления с аналитическим представлением функции передачи). Согласующие цепи, полученные с помощью данного метода синтеза, обеспечили наибольший уровень коэффициента передачи по мощности, а также наименьшее значение чувствительности в заданной полосе частот для рассматриваемых типов нагрузок.

70-78 112
Аннотация

В работе представлены результаты исследований мультидатчиков на основе оптического волокна, принцип работы которых заключается в изменении условий распространения оптического излучения в оптическом волокне в местах формирования макроизгибов в точках воздействия. Наличие макроизгибов приводит к появлению дополнительного ослабления мощности оптического излучения, распространяющегося по оптическому волокну. Использовалось одномодовое оптическое волокно с параметрами, которые поддерживаются многочисленными производителями и соответствуют рекомендации МСЭ-Т G.655. Измерения проводились для четырех длин волн оптического излучения (1310, 1490, 1550, 1625 нм), соответствующих окнам прозрачности спектра оптических потерь оптоволокна. Методами оптической рефлектометрии определено, что величина ослабления оптического излучения каждого макроизгиба, формируемого в точке воздействия мультидатчика, не зависит от количества одновременно сформированных макроизгибов, а также не зависит от расположения точки воздействия по длине мультидатчика. Экспериментально определены зависимости ослабления мощности оптического излучения, вносимого макроизгибами оптического волокна, от радиуса, длины или угла макроизгибов, формируемых в точках воздействия мультидатчика. Полученные зависимости также позволяют определить оптимальные параметры формируемых макроизгибов мультидатчика для получения максимального диапазона изменения ослабления для каждого значения длины волны. Определены величины минимального расстояния между точками воздействия, максимального количества точек воздействия и оптимальных величин радиуса и угла макроизгиба оптического волокна в точках воздействия. Полученные результаты дают основания продолжить разработку мультидатчиков, которые позволяют одновременно по одному оптическому волокну получать информацию о параметрах с нескольких точек воздействия, которые размещены по этому оптоволокну.

79-87 110
Аннотация

В статье предлагается комбинированный метод формирования криптографического ключа. Предлагаемое комбинированное формирование состоит из двух этапов: формирование частично совпадающих бинарных последовательностей с помощью синхронизируемых искусственных нейронных сетей и устранение несовпадающих битов путем открытого сравнения четностей пар битов. В работе рассмотрены возможные уязвимости базового метода формирования криптографического ключа с помощью синхронизируемых искусственных нейронных сетей, оценена их опасность и предложена коррекция метода с целью обеспечения требуемой конфиденциальности формируемого общего секрета. На первом этапе рассмотрена атака «отложенный перебор». Для нейтрализации данной атаки предлагается использовать функцию свертки результатов нескольких независимых синхронизаций. В качестве функции свертки используется побитовое сложение по модулю двух векторов весовых коэффициентов сетей. Благодаря коррекции первого этапа базового алгоритма экспоненциально увеличивается объем отложенного перебора, а также становится неэффективным частотный анализ бинарных последовательностей. На втором этапе рассмотрена атака, основанная на знании четностей пар, с учетом предложенного метода коррекции первого этапа. Проведен анализ влияния параметров сетей на процесс устранения несовпадения битов на втором этапе. Выполнено статистическое моделирование данного анализа. Полученные результаты показали, что криптоаналитик не может однозначно различить значения оставшихся битов. Предложенный комбинированный метод позволяет повысить конфиденциальность формируемого общего секрета и существенно сократить количество обменов информацией по сравнению с технологией Neural key generation.

88-95 94
Аннотация

При сборке электронных комплексов медицинского назначения важным является постановка в электронные устройства высоконадежных полупроводниковых приборов. В работе с использованием экспериментальных исследований на примере биполярных транзисторов большой мощности показано, как можно выполнять отбор экземпляров повышенного уровня надежности для их последующего монтажа в ответственные электронные устройства. Для отбора высоконадежных экземпляров использовано индивидуальное прогнозирование по информативным параметрам, измеряемым у конкретного экземпляра в начальный момент времени. Экспериментальные исследования (обучающий эксперимент) включали измерение в начальный момент времени у каждого экземпляра выборки транзисторов электрических параметров, которые могут содержать информацию о надежности, а затем проведение ускоренных испытаний транзисторов на безотказность в течение времени, соответствующего нормальным условиям для наработки, указанной в технической документации. Обучающий эксперимент выполняют один раз и используют для получения прогнозирующего правила, которое применяют для других однотипных экземпляров, которые не участвовали в обучающем эксперименте. Для получения прогнозирующего правила использован метод мажоритарной логики. Прогнозирование выполняется в виде отнесения конкретного экземпляра к классу высоконадежных экземпляров для заданной будущей наработки. Для выполнения прогнозирования у интересующего конкретного экземпляра в начальный момент времени измеряют значения информативных параметров, преобразовывают их в двоичные числа (нуль или единицу) с использованием пороговых значений, найденных по результатам обучающего эксперимента, а решение о соответствии экземпляра классу высоконадежных транзисторов принимают по набору двоичных чисел. Для отнесения экземпляра к классу высоконадежных экземпляров достаточно, чтобы число единиц превышало число нулей в полученном наборе двоичных чисел.

96-104 97
Аннотация

Ужесточение требований к качеству и надежности выпускаемых изделий, а также необходимость повышения сроков службы машин, механизмов и различных устройств, эксплуатация которых связана с использованием жидких или газовоздушных сред, является причиной появления новых и совершенствования традиционных методов получения фильтрующих материалов с более высокими эксплуатационными характеристиками. Предложена методика всестороннего анализа свойств регенерированных фильтроматериалов для тонкой очистки воздуха. Подавляющее большинство фильтров после выработки своего ресурса не поддается регенерации, поскольку это, как правило, связано с большими энергетическими затратами. Вместе с тем достаточно большую актуальность с точки зрения ресурсосбережения имеет разработка способов такой регенерации. В связи с этим целью настоящей работы является привлечение ряда физических методов исследования с целью всестороннего анализа полимерных волокнистых фильтроматериалов для очистки воздуха, прошедших регенерацию. Для исследований были выбраны фильрующие материалы, полученные методом «melt-blowing» из полимерных гранул путем переработки гранулята в экструдере, аэродинамического распыления расплава и формирования волокнисто-пористого слоя на формообразующей оправке. Исследованы основные фильтрационные характеристики исходных и регенерированных фильтроматериалов (коэффициент проскока, аэродинамическое сопротивление), а также электрофизические свойства первичного и вторичного фильтроматериалов, наличие спонтанного электретного заряда. Описаны основные этапы регенерации и оценки физико-химических, механических и эксплуатационных свойств прошедших вторичную термо-аэродинамическую переработку волокнисто-пористых материалов в сравнении с исходными. Показано, что исследованные материалы сохраняют свои основные свойства, при этом изменяется структура волокон и усиливается электретный эффект.



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


ISSN 1729-7648 (Print)
ISSN 2708-0382 (Online)