Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск
Том 21, № 5 (2023)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКА 

5-12 214
Аннотация

Рассмотрены процессы формирования пленок сплавов систем Cr–Ni, Cr–Ni–Si и Fe–Ni стабильного элементного состава методами испарения. Показано, что из-за большой разницы в температурах плавления Ni и Cr пленки нихрома получают методом сублимации. Предложена конструкция испарителя, позволяющая стабилизировать состав пленок. Проведены расчеты азеотропных составов сплавов системы Cr–Ni–Si. Определено положение изобар суммарного давления железа и никеля на диаграмме состояния, при испарении в вакууме. Рассчитан и экспериментально проверен азеотропный состав сплава системы Fe–Ni.

13-19 180
Аннотация

Рассматривается методика построения оптимального гистограммного фильтра и его модификаций с учетом априорной информации о предполагаемой плотности распределения вероятностей. Основная идея построения гистограммного фильтра заключается в применении специального преобразования, отображающего профиль участка любого закона распределения в эквивалентный ему постоянный уровень характеристических чисел – информационных весов. Это преобразование позволяет определить коэффициенты гистограммного фильтра. Оценка значения числа данных конкретного интервала гистограммы формируется характеристической функцией фильтра, содержащей реальные данные и соответствующей характеристическому числу. Показана сходимость оценок, полученных гистограммным фильтром, к истинным значениям вероятностей интервалов. Рассмотрены модификации оптимального гистограммного фильтра, требующие меньше вычислительных затрат на их реализацию. Получены верхние границы качественных характеристик фильтров. Установлено, что оптимальный гистограммный фильтр независимо от вида закона распределения обеспечивает в три раза лучшее качество идентификации (распознавания) в сравнении со стандартной гистограммной оценкой. Эффективность гистограммного фильтра подтверждается моделированием. Гистограммный фильтр является простым для реализации инструментом, который легко может быть встроен в любой открытый алгоритм идентификации (распознавания) закона распределения.

20-24 176
Аннотация

Изучены закономерности проявления слабой локализации и антилокализации в графене с усиленным спин-орбитальным взаимодействием, а также в топологическом изоляторе со щелью в поверхностных состояниях, индуцируемой магнитными примесями. Установлены параметры, характеризующие проявление слабой локализации, антилокализации и кроссовера между ними. Определены квантовые поправки к проводимости графена в единицах e2/h = 38,64 мкСм для различных соотношений между характерными временами сбоя фазы (расфазировки) и спин-орбитального рассеяния. Установлено, что при относительно большом времени спин-орбитального рассеяния, не менее 10–10 с, оно не влияет на поправку к проводимости, и ее значение определяется временем расфазировки и временами междолинного и внутридолинного рассеяния. Влияние спин-орбитального рассеяния заключается в подавлении слабой антилокализации. Оно приводит к перевороту спина электрона проводимости при упругом рассеянии, интерференционная картина слабой локализации усложняется за счет перемешивания спиновых состояний. Знак квантовой поправки зависит от того, какое спиновое состояние дает больший вклад.

25-32 152
Аннотация

Исследовано взаимодействие радиоимпульсных сигналов в анизотропной среде над залежами углеводородов. При проведении экспериментов выполняли компьютерное моделирование характеристик анизотропных сред. Получены зависимости вещественных, мнимых и фазовых компонент характеристик поверхностного импеданса анизотропной среды над углеводородами от ее диэлектрической проницаемости, частоты взаимодействующих с ней радиоимпульсных сигналов и количества гармоник спектра последних. На основе результатов исследований даны рекомендации по повышению точности определения границ залежей углеводородов с применением методов электроразведки, основанных на использовании радиоимпульсных сигналов. Результаты исследований могут быть применены в поисковой геофизике для обнаружения залежей нефти и газа.

33-41 3032
Аннотация

Приведены результаты исследования кулеров воздушного охлаждения при естественном и принудительном отведении тепла от таких мощных полупроводниковых приборов, как процессоры. В программной среде SOLIDWORKS Flow Simulation выполнены эксперименты по оценке влияния ориентации сформированных тепловых каналов на эффективность отведения тепла от поверхности теплонагруженного элемента. Разработаны трехмерные модели башенных радиаторов с установленным вентилятором и несущей конструкцией в виде тепловых трубок, пронизывающих ребра, которые формируют горизонтальные (модель № 1) или вертикальные (модель № 2) воздушные каналы, позволившие определить эффективность отвода тепла от процессора при естественной и вынужденной конвекции. Разработанная модель № 1 была повернута на 90°, что может быть обусловлено конструкторскими требованиями при разработке технических средств. Это привело к изменению движения теплого воздуха при естественной и вынужденной конвекции по направленным вертикально каналам с анализом эффективности пассивного и активного охлаждения. Сократили количество тепловых трубок с шести до двух для ранее разработанных типов радиаторов (модели № 1 и 2), только при активном охлаждении, что позволило экспериментально установить влияние конструктивных решений (количества и ориентации тепловых трубок) на эффективность теплоотвода.

42-49 147
Аннотация

Обнаружение малоскоростных объектов – сложная задача. Малая эффективная отражающая поверхность малоскоростных объектов, составляющая десятые – тысячные доли квадратного метра, практически исключает успешное решение задачи обнаружения их на фоне интенсивных мешающих отражений от местных предметов существующими методами. В статье представлен способ когерентной компенсации мешающих отражений от местных предметов в области боковых лепестков спектра. Способ обеспечивает успешное обнаружение малоскоростных и малозаметных объектов с отражательными характеристиками, создающими сигналы, сопоставимые по мощности с боковыми лепестками спектра отражений от местных предметов. Метод основывается на представлении боковых лепестков спектра мешающих отражений не в виде шума, определяющего предельный уровень «обеливания фона», а в виде когерентной спектральной структуры, поддающейся дальнейшей компенсации. Способ особенно эффективен в сложной ситуации – при выделении сигналов, отраженных от малоскоростных и малозаметных объектов (например, квадрокоптеров), на фоне интенсивных мешающих отражений от металлоконструкций и зданий.

50-58 375
Аннотация

Декларируемое увеличение пространственной плотности излучающих периферийных (пользовательских, оконечных и т. п.) устройств (ПУ) мобильной связи до 0,1 ПУ/м2 в сетях 4G (LTE), до 1,0 ПУ/м2 в сетях 5G (NR) и до 10 ПУ/м2 в перспективных сетях 6G может быть причиной недопустимого роста электромагнитного фона и соответствующих вынужденных рисков для здоровья населения. Предложена методика оценки вклада излучений этих устройств в уровень антропогенного электромагнитного фона, создаваемого системами мобильной (сотовой) связи. Методика основана на анализе электромагнитной нагрузки на территорию, создаваемой стационарными и подвижными источниками излучения систем мобильной связи и определяемой территориальной плотностью мобильного трафика, его асимметрией в нисходящей и восходящей передаче данных, степенью концентрации ПУ в окрестности точки наблюдения, спектральной эффективностью радиоканалов мобильной связи, размерами зоны обслуживания базовых станций и рядом других характеристик. Приведены расчетные данные, свидетельствующие о том, что в местах концентрации излучающих ПУ образуемая ими составляющая электромагнитного фона может оказаться преобладающей, многократно превышая вклад излучений базовых станций и определяя фактический уровень вынужденных рисков для здоровья населения, что требует учета в системе их гигиенического нормирования.

59-67 134
Аннотация

Параметры готового электронного изделия могут не соответствовать расчетным, что обусловлено, например, неучтенными паразитными связями. По этой причине при конструировании помехоподавляющих фильтров эффективность фильтрации может быть занижена по сравнению с ожидаемой. Проведено моделирование изменения амплитудно-частотной характеристики фильтра, обусловленное влиянием паразитных параметров компонентов и элементов механического крепежа, в диапазоне частот от 10 кГц до 1 ГГц. Предложены рекомендации по модификации элементов механического крепления и оптимизации параметров дросселей низкой частоты.

68-72 138
Аннотация

В четырехзеркальном гиротроне широкий мультивинтовой электронный поток, находясь в скрещенных электрическом и продольном магнитном полях, дрейфует со скоростью vd = E0 /B0 в направлении распространения Т-волны между зеркалами резонатора (попутная волна) или в противоположном направлении (встречная волна). При этом в соответствии с эффектом Доплера частота генерации ω определяется из условий синхронизма как ω ≈ kωн(1±βd), βd = vd /с. Таким образом, изменение E0 меняет ω, т. е. осуществляется электрическая перестройка частоты. В статье приведена схема конструкции двухпучкового четырехзеркального гиротрона. Расчеты проводили для βd = 0,5, q = β|| / β = 2, взаимодействие осуществлялось на номере гармоники частоты k = 1. Полоса перестройки составила 20 %. Максимальный КПД – 48 %, минимальный – 33 %. Поскольку расчеты выполняли для безразмерных параметров, т. е. имеющих универсальный характер, физические характеристики гиротрона при длине волны λ = 6 мм (f0 = 50 ГГц) и нагруженной добротности резонатора Qн = 200 были следующими: ток пучка электронов I0 = 60 А, B0 = 2 Тл, напряжение U0 = 79 кВ, КПД = 48 %.

73-80 201
Аннотация

Повышенный интерес к применению неохлаждаемых тепловых детекторов болометрического типа (микроболометров) в инфракрасном или терагерцовом поле обнаружения обоснован их эксплуатационными и технологическими характеристиками, в частности: относительно низкой стоимостью изготовления, высокой эффективностью обнаружения, совместимостью с кремниевой КМОП-технологией, работоспособностью при комнатной температуре. Характеристики таких детекторов зависят от оптимизации критических параметров, которые определяются геометрией конструкции, а также электрическими, оптическими и тепловыми свойствами применяемых материалов. Определение оптических параметров является одним из решающих факторов при проектировании приборных структур микроболометров. В статье исследованы оптические параметры тонких пленок конструкционных материалов микроболометра на основе термочувствительной пленки оксида ванадия, изготовленных в ОАО «ИНТЕГРАЛ». Приведены результаты определения посредством применения метода отражения-передачи оптических констант (коэффициентов преломления n и поглощения k) тонких пленок по кривой пропускания. Выполнено сравнение результатов компьютерного моделирования спектров пропускания, отражения и поглощения с учетом полученных значений коэффициентов n и k с данными натурного эксперимента.

81-87 144
Аннотация

Рассмотрены управленческие бизнес-процессы воспитательной работы в учреждении среднего специального образования: планирование идеологической, воспитательной и информационной работы, организация работы куратора, организация и формирование культуры безопасной жизнедеятельности, быта, досуга, физической культуры и здорового образа жизни. Приведена модель бизнес-процесса «Управление работой куратора» в нотации BPMN. С помощью теории множеств представлены выходные данные моделей бизнес-процессов воспитательной работы. Разработана онтологическая модель воспитательной работы в учреждении среднего специального образования. Данная модель отображает классы, экземпляры и связи между ними, что позволяет структурировать и унифицировать базу знаний рассматриваемой предметной области. 

88-95 203
Аннотация

В статье рассмотрено устройство радиолокационного распознавания, позволяющее на основании анализа конструкции двигательной установки определять класс (тип) наблюдаемого воздушного объекта. Определение класса (типа) наблюдаемого объекта осуществлялось путем исследования соотношений модуляционных частот спектрального радиолокационного портрета. Получены решающее правило, а также структурная схема устройства, позволяющие определять класс и дополнительно тип наблюдаемого воздушного объекта, оснащенного турбореактивным двигателем. Для формирования апостериорной плотности вероятности использовали численный метод Монте-Карло. Представлены результаты математического моделирования, подтверждающие эффективность предложенного устройства. 

96-103 135
Аннотация

По мере получения и накопления больших объемов данных все более актуальной становится необходимость создания автоматизированных и автоматических систем принятия решений для самых разнообразных задач. В технической сфере одной из них является техническая диагностика, а в медицине – диагностика состояния человека. В настоящее время в промышленной эксплуатации находятся десятки компьютерных систем непрерывного контроля вибрации и мониторинга сложных узлов роторного типа, которые формируют временные тренды по 14 параметрам вибрации с шагом по времени 1–8 с для каждой контрольной точки на эксплуатируемый объект. Предложен функционал универсального модуля принятия решений, входными данными которого являются параметры и характеристики наблюдаемого объекта, с требуемым результирующим выходным решением.

104-111 147
Аннотация

Проведено исследование по контролю пульса человека в обычном состоянии и во время нахождения в виртуальной реальности. Установлено, что пульс человека может значительно учащаться, когда он находится в виртуальной реальности. При этом могут существовать различные стрессовые ситуации, во время которых пульс резко учащается в несколько раз. В процессе исследований был спрогнозирован пульс человека на основе нескольких моделей машинного обучения, что позволило предсказать состояние человека в ближайшее время и скоординировать ряд действий по предотвращению рисков. Наиболее подходящими моделями оказались линейная регрессия и SSA, которые показали самые точные и правдоподобные результаты. Благодаря контролю частоты сердечных сокращений человека в виртуальной реальности можно классифицировать сцены виртуальной реальности по степени их влияния на организм человека. Это позволяет учесть людей с различными хроническими заболеваниями и не предоставлять им допуск к сценам, которые им противопоказаны. Результатом исследований является программный комплекс, позволяющий непрерывно собирать показатели частоты сердечных сокращений во время нахождения в виртуальной реальности с устройства Bluetooth Low Energy.

112-119 153
Аннотация

Рассмотрена задача формирования скелетов полутоновых изображений с двухмодовыми гистограммами яркости в условиях изменения контраста и действия шума. На таких гистограммах одна мода соответствует объектам, а другая – фону. Благодаря данной особенности изображения относительно просто бинаризируются, а затем скелетизируются. Скелет однородной по яркости области представляет собой множество тонких (в пределе однопиксельных) связанных линий, заключенных внутри этой облас ти и компактно описывающих ее структуру. В условиях высокого контраста и слабого шума на исходном полутоновом изображении широко используются алгоритмы бинарной скелетизации. Они относительно просты и могут быть устойчивы к мультипликативному шуму, проявляющемуся на границах областей после бинаризации. Однако при снижении контраста и усилении зашумления исходного полутонового изображения скелеты, формируемые такими алгоритмами, разрушаются под действием аддитивного шума, проявляющегося в глубине областей скелетизируемого бинарного изображения. Для уменьшения ошибок скелетизации в таких случаях применяются алгоритмы, основанные на предварительной низкочастотной фильтрации исходного полутонового изображения. Для повышения устойчивости скелетов полутоновых изображений с двухмодовой гистограммой яркости к шуму в статье предложена модель скелетизации, учитывающая наличие мультипликативной и аддитивной составляющих шума на бинарном скелетизируемом изображении. На основе данной модели разработан алгоритм скелетизации, отличающийся учетом искажений форм областей скелетизируемого бинарного изображения в результате низкочастотной фильтрации исходного полутонового изображения и позволяющий уменьшить ошибки скелетизации полутоновых изображений.



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


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