Рассматриваются предпосылки создания комплексной защиты населения и технических средств критической инфраструктуры от воздействия радиочастотных электромагнитных полей оборудования мобильной связи 5G. Необходимость ее создания обусловлена ожидаемым широким использованием в системах мобильной связи 5G/6G режима временного дуплекса TDD с импульсной эквивалентной изотропно излучаемой мощностью, на один-два порядка превышающей таковую базовых станций мобильной связи в традиционном режиме частотного дуплекса FDD с квазинепрерывными радиочастотными электромагнитными полями. Существующая практика определения защитных зон и зон ограничения застройки по средним значениям плотности потока энергии радиочастотных электромагнитных полей не позволяет защитить от них ни технические средства и объекты критической инфраструктуры (восприимчивость которых к полям определяется мгновенными значениями их напряженности), ни население в силу их существенно более высокой биоагрессивности по сравнению с квазинепрерывными радиочастотными электромагнитными полями FDD.

Изучено влияние нитридизации импульсной фотонной обработкой в среде азота слоев оксида кремния, полученных термическим окислением, на электрофизические характеристики транзисторов и конденсаторов со структурой металл–оксид–полупроводник. Слои оксида кремния толщиной 7,7 и 35,0 нм получали окислением подложек монокристаллического кремния в сухом кислороде. Нитридизацию слоев проводили путем нагрева подложек в среде азота до температуры 1150 °C в течение 7 с импульсом некогерентного излучения постоянной мощности от кварцевых галогенных ламп, направленным на нерабочую сторону кремниевой подложки. При исследовании вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик на тестовых элементах со структурой металл–оксид–полупроводник установлено, что нитридизация импульсной фотонной обработкой приводит в результате перестройки структуры оксидного слоя, его уплотнения, а также снижения плотности зарядовых состояний от 1,5 до 4 раз к уменьшению тока утечки затвора от 3,3 до 7 раз, увеличению напряжения пробоя затвора в 1,05 раза, уменьшению сдвига порогового напряжения при термополевых испытаниях от 1,3 до 1,6 раза и к увеличению заряда пробоя на 9–13 %. Полученные результаты могут быть использованы на предприятиях микроэлектронной отрасли при изготовлении изделий электронной техники со структурами металл–оксид–полупроводник.

Предложена модификация метода параметрической оптимизации нестационарных процессов теплопроводности применительно к задачам лазерной термической обработки широкого класса материалов, используемых в электронной технике, включая полупроводники, диэлектрики и сверхтвердые материалы. С использованием пакета компьютерной математики MATLAB разработан вычислительный алгоритм автоматического построения оптимального по заданному критерию качества режима нагрева, что позволяет существенно сократить время экспериментального подбора параметров обработки. Приведены результаты верификации метода на примере расчета оптимальных режимов лазерной маркировки изделий электронной техники, подтвержденные сравнением с известными экспериментальными данными, что демонстрирует высокую точность предложенного подхода. Особое внимание уделено лазерно-индуцированной графитизации алмаза, позволяющей формировать токопроводящие структуры в объеме сверхтвердых материалов, что открывает новые перспективы для создания функциональных элементов электронной техники на основе алмазных подложек.

Представлена конструкция антенны миллиметрового диапазона с интегрированной фазоуправляемой метаповерхностью для перспективных адаптивных систем беспроводной связи B5G. Антенная система сочетает планарную антенную решетку из 32 патч-антенн с активной метаповерхностью на основе микрорезонаторов со встроенными варикапами, что обеспечивает формирование узконаправленного луча и его электронное отклонение в различных направлениях. Питающая сеть обеспечивает синфазное возбуждение излучателей с разбросом фаз не более 16° и амплитудным разбалансом менее 3,8 дБ на частоте 25,7 ГГц. Элементарная ячейка метаповерхности реализует резонанс Гюйгенса, что дает коэффициент прохождения не хуже –3,5 дБ и отражение менее –15 дБ. За счет изменения напряжения смещения варикапов от 0 до 20 В достигается диапазон электронной перестройки фазы порядка 304°, позволяющий динамически управлять направлением луча. Численное моделирование подтвердило возможность формирования узконаправленного луча с электронным отклонением в широком диапазоне углов (до 40°). Предложенная конструкция обладает низким профилем, технологичностью и удовлетворяет требованиям адаптивных антенных систем перспективных стандартов связи для повышения энергоэффективности и пространственного мультиплексирования. Результаты демонстрируют высокую перспективность применения разработанной антенны в реконфигурируемых антенных системах миллиметрового диапазона.

Предложен алгоритм эволюционного синтеза архитектур нейронных сетей, ориентированный на решение задач мониторинга технологических процессов в условиях ограниченных вычислительных ресурсов и обучающих выборок в режиме реального времени. Алгоритм основан на модифицированном подходе нейроэволюции, в котором геном особи включает в себя граф крупных функциональных блоков и происходит отслеживание истории инноваций. Оценка особей популяции выполнялась многокритери- альным алгоритмом NSGA-II на основе точности классификации и времени прямого прохода сети на целевом устройстве. Работоспособность алгоритма продемонстрирована на задаче классификации изображений с использованием набора данных CIFAR-10, а также на прикладной задаче классификации режимов работы при реализации технологической операции лазерной однолучевой полировки кварцевых стекол.

В статье представлено исследование физических процессов на границе раздела в тонкопленочных структурах на основе двух- и трехкомпонентных халькогенидов, определяющих механизмы фазовых переходов и памяти. Предложена альтернативная концепция резистивного порогового переключения на границах раздела двух- и трехкомпонентных халькогенидных полупроводниковых материалов с формированием метастабильных дихалькогенидных соединений. Рассмотрены методы структурной стабилизации таких соединений.

Системы DVB-T2, установленные в городских районах, существенно зависят от многолуче- вого распространения и межсимвольных помех. В статье рассмотрена возможность оптимизации настроек защитного интервала для систем DVB-T2 с поддержкой ортогонального частотного мультиплексирования для минимизации частоты битовых ошибок и повышения эффективности передачи сигнала в городских условиях. С помощью моделирования в MATLAB проанализированы четыре различных защитных интер- вала (1/4, 1/8, 1/16, 1/32) с учетом изменений в канале. Результаты показали, что оптимальная настройка защитного интервала составила 1/8, при которой значение частоты битовых ошибок уменьшилось с 10−3 до 10−5 при SNR = 18 дБ, а эффективность покрытия сигнала увеличилась на 22 %.

Предложен алгоритм адаптивного управления модуляцией для систем связи видимым светом, использующий совместный анализ коэффициента Херста и локальной оценки производной отношения сигнал/шум. Алгоритм использует асимметричную логику переключения: повышение порядка модуляции разрешается только при одновременном выполнении условий положительной оценки локальной произ- водной и высокой персистентности временного ряда, тогда как понижение осуществляется немедленно при обнаружении направленного ухудшения. Пороговые параметры алгоритма обоснованы путем анализа тепловых карт выигрыша по скорости, построенных для экспериментальных сценариев. Предлагаемый алгоритм обеспечивает уменьшение числа переключений порядка модуляции относительно классического порогового метода в диапазоне от 7,1 до 81,2 % в зависимости от характера динамики канала.

Представлены аналитические модели расчета и методика исследования показателей помехоустойчивости, энергетической и информационной эффективностей систем с последовательным составным кодированием на базе сверточных кодов большой конструктивной длины в сочетании с двоичными блочными кодами Боуза – Чоудхури – Хоквингема, сверточными и недвоичными кодами Рида – Соломона. Расчетные модели предусматривают проведение детальных исследований свойств составных кодовых конструкций с многопозиционными видами модуляции и декодированием по алгоритму Витерби с мягким решением для сверточных кодов и кодов Боуза – Чоудхури – Хоквингема и жестким решением для кодов Рида – Соломона. В отличие от известных подходов данная методика не требует знания весовых коэффициентов спектров используемых кодов, не ограничивает выбор местоположения кодов в кодовой конструкции и не предполагает применения при вычислениях сложных процедур компьютерного моделирования. Исследования выполняются в замкнутом виде на основании заданных параметров кодов в составной конструкции и требований к обеспечению достоверности приема. Показано, что помехоустойчивость систем с двухкаскадным последовательным кодированием на базе сверточных кодов с конструктивной длиной K = 13 в сочетании с простыми типами сверточных кодов, кодов Боуза – Чоудхури – Хоквингема или Рида – Соломона сопоставима с помехоустойчивостью лучших моделей турбокодов с итеративным параллельным MAP-декодированием. При этом исключены недостатки турбокодов, обусловленные применением высокоразмерных перемежителей.

Нейросетевая обработка данных большой размерности требует значительных вычислительных ресурсов. Неверный выбор архитектуры нейронной сети или преобразования данных может привести к существенным потерям времени и ресурсов на повторное обучение сети. В статье предлагается алгоритм выбора архитектуры сжимающих слоев глубокой доверительной сети и преобразования данных на основе анализа многомерной матрицы несоответствий. Введенный обобщенный коэффициент перекоса описывает равномерность распределения объектов между классами нейронной сети и позволяет численно оценить эффективность архитектуры сжимающих слоев сети и преобразования данных. На примере прикладной задачи показано, что предложенный алгоритм повышает качество ее решения более чем на 10 % путем выбора наиболее эффективной архитектуры нейросети.

Для обеспечения безопасности при переходе между автоматизированным и ручным вождением в автоматизированных транспортных средствах необходимо контролировать состояние водителя. Существующие исследования в этой области в основном направлены на оценку текущего состояния водителя без прогнозирования его возможного поведения в сложных дорожных ситуациях, что может негативно сказаться на безопасности эксплуатации автоматизированных транспортных средств при смене режима вождения. С целью устранения этого недостатка в статье предлагается метод оценки относительно стабильных индивидуальных психофизиологических характеристик водителя, которые могли бы служить в качестве предикторов его способности мобилизовать внутренние резервы при принятии решений в сложных дорожных ситуациях. Метод позволяет определить численные значения показателей таких индивидуальных психофизиологических характеристик, как время реакции, способность к экстренным действиям, бдительность, концентрация и распределение внимания, восприятие скорости и расстояния, а также склонность к риску во время ручного вождения.