Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск
Том 18, № 1 (2020)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКА

5-13 106
Аннотация
В статье исследуется голографический метод измерения диаграммы направленности антенн. В качестве тестируемой антенны используется плоская антенная решетка, а в качестве поверхности, на которой измеряется амплитудно-фазовое распределение в ближней зоне, использована плоская воображаемая поверхность прямоугольной формы. На примере плоской антенной решетки рассматривается влияние размера поверхности измерения амплитудно-фазового распределения поля в плоскости, ортогональной плоскости восстановления диаграммы направленности. Излучатели антенной решетки возбуждаются с комбинированным амплитудным распределением и линейным фазовым распределением. Поле в дольней зоне решетки определяется при помощи интеграла Кирхгофа. Делается оценка восстановленных диаграмм направленности при использовании амплитудно-фазового распределения на всей плоскости измерения в сравнении с диаграммой направленности решетки в дальней зоне. Также проводится численный анализ влияния на погрешности определения параметров диаграммы направленности решетки при использовании голографического метода: числа столбцов амплитудно-фазового распределения на плоскости измерения, положения этой плоскости по трем координатам относительно плоскости раскрыва решетки. Показывается, что при равенстве шага расположения точек измерения амплитудно-фазового распределения и шага решетки для восстановления диаграммы направленности голографическим методом достаточно использовать один столбец амплитудно-фазового распределения на плоскости измерения. Это существенно упрощает и удешевляет процесс измерения и необходимое оборудование. Приводятся примеры определения погрешностей измерения параметров антенной решетки при смещении плоскости измерения амплитудно-фазового распределения по трем координатам.
14-20 66
Аннотация
В настоящей работе излагается метод, позволяющий реализовать высокоэффективную амплитудную модуляцию излучения на выходе кольцевого резонатора за счет управления его искусственными световыми потерями, выводимыми из него при помощи двух Y-образных разветвителей. При этом в резонаторе обеспечивается необходимый постоянный уровень световой энергии, что, вследствие отсутствия потерь излучения при вводе его в кольцевой резонатор, позволяет достичь значительно меньшей величины требуемого управляющего электрического напряжения, чем у существующих электрооптических модуляторов, а следовательно, меньшей величины потребляемой электрической мощности и увеличения рабочего частотного диапазона модуляции оптического излучения. Возможность реализации рассматриваемого метода обеспечивается тем, что ввод световой энергии в кольцевой резонатор может осуществляться без потерь. Кроме того, одномодовые волноводы способны сохранять временную когерентность проходящего излучения, что обеспечивает реализацию многолучевой интерференции. Стабилизация оптических характеристик кольцевого резонатора, который очень чувствителен к изменению различных внешних факторов, например, температуры, давления, вибраций, может осуществляться за счет электрооптической коррекции длины оптического пути резонатора путем введения в кольцевой резонатор управляемого фазового элемента, работающего на поперечном электрооптическом эффекте, и реализации соответствующей оптоэлектронной цепи обратной связи.
21-28 83
Аннотация
В статье представлены результаты оценки качества льда в зависимости от различных условий окружающей среды и подготовки льда. Выявлены оптимальные показатели исследуемых величин, влияющих на качество ледовой поверхности. Цель исследования – определение зависимости коэффициента трения скольжения от параметров водоподготовки, условий намораживания ледовой поверхности, ее температуры, твердости и других параметров, которые можно менять в условиях спортивной арены для конькобежного спорта и выбирать сочетание, что обеспечивает наименьший коэффициент трения скольжения. Для объективной оценки скоростных качеств льда использовали устройства, имитирующие скольжения конькобежца за счет перемещения подвижной платформы, установленной на лезвиях коньков, снабженной модулем, передающим на персональный компьютер регистрируемые значения параметров трения-скольжения коньков с ледовой поверхностью. Для измерения пройденного расстояния устройства использовался метод лазерной дальнометрии. Показана эффективность разработанного устройства и методики его применения для оценки качества льда. Рассматривается влияние температуры поверхности льда, температуры воздуха, температуры заливаемой воды, влажности воздуха на качество ледовой поверхности. Учет этих показателей при проведении соревнований позволяет создавать «быстрый» лед для демонстрации высоких спортивных результатов. Наилучшие значения дальности пробега устройства были зафиксированы при следующих параметрах: температура поверхности льда – от –3,5 до –4,5 °С, температура бетонной плиты – –6 °С, толщина льда – 27–29 мм, температура заливаемой воды – 50–55 °С, срезание верхнего слоя льда ледозаливочной машиной – 100 %. Наихудшие значения дальности пробега устройства получены при следующих параметрах: температура поверхности льда – от –5,3 до –5,4 °С, температура заливаемой воды – 30–35 °С, срезание верхнего слоя льда ледозаливочной машиной не осуществлялось.
29-34 68
Аннотация
The paper contains a new text searching method representing modification of the Boyer-Moore algorithm and enabling a user to find the places in the text where the given substring occurs maybe with possible errors, that is the string in text and a query may not coincide but nevertheless are identical. The idea consists in division of the searching process in two phases: at the first phase a fuzzy variant of the Boyer–Moore algorithm is performed; at the second phase the Dice metrics is used. The advantage of suggested technique in comparison with the known methods using the fixed value of the mistakes number is that it 1) does not perform precomputation of the auxiliary table of the sizes comparable to the original text sizes and 2) it more flexibly catches the semantics of the erroneous text substrings even for a big number of mistakes. This circumstance extends possibilities of the Boyer–Moore method by addmitting a bigger amount of possible mistakes in text and preserving text semantics. The suggested method provides also more accurate regulation of the upper boundary for the text mistakes which differs it from the known methods with fixed value of the maximum number of mistakes not depending on the text sizes. Moreover, this upper boundary is defined as Levenshtein distance not suitable for evaluating a relevance of the founded text and a query, while the Dice metrics provides such a relevance. In fact, if maximum Levenshtein distanse is 3 then how one can judge if this value is big or small to provide relevance of the search results. Consequently, the suggested method is more flexible, enables one to find relevant answers even in case of a big number of mistakes in text. The efficiency of the suggested method in the worst case is O(nc) with constant c defining the biggest allowable number of mistakes.
35-42 65
Аннотация
Целью статьи является разработка аналитических моделей расчета помехоустойчивости и эффективности цифровых систем радиосвязи, использующих многопозиционные виды модуляции (КАМ-М, ФМ-М, ЧМ-М, АМ-М) и блочное кодирование по алгоритму Рида–Соломона (РС) с жестким декодированием. В отличие от известных подходов к определению помехоустойчивости систем предлагаются расчетные модели, не требующие знания коэффициентов спектра кода, привлечения процедур компьютерного моделирования и графических построений кривых помехоустойчивости для различных видов модуляции и параметров кодирования. Приведенные в статье расчетные соотношения включают только основные показатели кода (свободное расстояние, длину кодового слова, относительную скорость кода) и вида модуляции (порядок модуляции, квадрат коэффициента помехоустойчивости). Они позволяют напрямую определять теоретически требуемые значения отношения сигнал/шум (ОСШ) на входе приемных устройств по заданной вероятности ошибки на выходе декодера РС, а также проводить исследования энергетического выигрыша от кодирования (ЭВК), информационной и спектральной эффективностей систем. Базируясь на предложенных соотношениях, выполнены расчеты основных характеристик каналов радиосвязи для различных параметров кодов РС, достоверности приема, видов и порядков модуляции. Сравнение приведенных в статье результатов расчета помехоустойчивости и эффективности систем с известными аналогичными характеристиками, полученными в результате компьютерного моделирования, подтверждает правильность представленных аналитических моделей. Погрешность построенных кривых помехоустойчивости не превышает 0,1 дБ в рабочем диапазоне ОСШ. Представленные в статье материалы являются оригинальными и могут быть использованы при проектировании, расчете и разработке наземных и спутниковых систем.
43-51 78
Аннотация
Целью работы являлась разработка метода обработки речевого сигнала для коррекции слуховых патологий на основе психоакустически обусловленного переноса высокочастотных составляющих спектра сигнала в низкочастотную область с последующим частотно-зависимым усилением. Для достижения поставленной цели были решены задачи, связанные с разработкой принципов переноса частот в речевом сигнале. Разработанный метод является адаптивным, его настройка осуществляется согласно аудиограмме тугоухого человека. Для переноса частот выбираются две частотных полосы: исходная (откуда производится перенос) и целевая (куда производится перенос). Ширина исходной частотной полосы фиксирована, а ширина целевой полосы выбирается адаптивно. Перенос спектра выполняется только для согласных звуков, восприятие которых тугоухими людьми затруднено. Классификация звуков по признаку гласный/согласный/пауза реализована на базе нейронной сети. В качестве информационных признаков выбирались: среднее число переходов через нуль, кратковременная энергия, кратковременная амплитуда, нормализованная автокорреляционная функция и первый спектральный момент. Чтобы сохранить максимально натуральное звучание переносимых звуков используется концепция равной громкости. Для компенсации ослабления восприятия звука тугоухим человеком используется частотно-зависимое усиление сигнала на основе аудиограммы. Эффективность предложенного метода проверена экспериментально с использованием моделирования эффекта потери слуха. В эксперименте учувствовали 10 человек, которым давали прослушивать записи, пропущенные через модель потери слуха, а также записи, прощенные через модель потери слуха с последующей коррекцией. Результаты показали, что применение разработанного метода коррекции слуха в среднем улучшает разборчивость речи на 6 %.
52-58 63
Аннотация
Целью данной статьи является необходимость создания единичного портрета источника радиоизлучения и способов идентификации. Для обнаружения, идентификации и определения местоположения источников радиоизлучения в зоне покрытия используются средства радиомониторинга. Одной из важных задач, решаемых системой радиомониторинга, является прием (перехват) передаваемых сообщений в радиоэфире и идентификация сигнала. В статье рассмотрены вопросы классификации основных параметров источников радиоизлучения, приведена классификация видов модуляции и основные параметры ее типов. Структуру сигнала позволяют определить автокорреляционный и корреляционный методы. Автокорреляция используется для определения таких параметров сигнала, как длительность посылки, длительность блока данных. Корреляция позволяет идентифицировать конкретный сигнал из имеющего набора. Для обнаружения источника радиоизлучения приведены два обобщенных алгоритма: распознвания вида источника радиоизлучения по неизвестным параметрам и алгоритм идентификации источника излучения по заданным параметрам. Представлен результат моделирования алгоритма распознавания источника радиоизлучения с заданными параметрами, в качестве заданного сигнала использовалась сигнатура с линейно-частотной модуляцией. Результатом работы алгоритма является единичный выброс при полном соответствии сигналов, при расхождении сигналов – ширина выброса увеличивается, что и свидетельствует о расхождении. Данный алгоритм можно использовать для поиска заданного вида сигнала, что позволяет увеличить скорость анализа полосы и точность обнаружения. Для увеличения точности обнаружения рекомендуется использовать комбинацию двух алгоритмов с дополнительной цифровой обработкой сигналов, что должно привести к увеличению точности определения вида сигнала и более быстрому нахождению параметров источника радиоизлучения.
59-66 65
Аннотация
Проведено исследование влияния кристаллографической ориентации кремниевых пластин на процесс формирования слоев пористого кремния методом электрохимического анодирования во фтористоводородной кислоте. Анализ изображений сколов образцов с различной кристаллографической ориентацией, полученных методом сканирующей электронной микроскопии, показал, что поры в пористом кремнии на пластинах с ориентацией (111) имеют более разветвленный древообразный вид и большую пористость по сравнению с таковыми на пластинах с ориентацией (100). Данная особенность объясняется различиями в строении приповерхностного слоя кристалла и количестве связей Si-Si в разных направлениях. Так, у кристалла с ориентацией (100) каждый поверхностный атом кремния имеет две связи, соединяющие его с находящимися ниже атомами, а также две поверхностные оборванные связи, способные вступать во взаимодействие с ионами фтора. При анодировании путем инжекции электронов в кремний прикладывается энергия, достаточная для разрыва нижних связей с образованием SiF комплекса. Наличие двух связанных с поверхностным атомом кремния ионов фтора приводит к ослаблению связей поверхностного атома Si с нижерасположенными, делая разрыв связей Si-Si более энергетически выгодным. Для кристалла же с ориентацией (111) у атомов кремния присутствует только одна оборванная связь на поверхности, а для разрыва связей с нижерасположенными атомами кремния требуется бóльшая энергия активации в связи с их бóльшим количеством (три по сравнению с двумя для (100)). Заключено, что именно по данной причине травление подложек с ориентацией (111) происходит медленнее. Полученные результаты позволяют оценить влияние кристаллической структуры на процесс травления, в частности на его скорость и направление, что является особенно важным фактором при анодировании пластин с ориентацией (111).
67-73 51
Аннотация
The article is devoted to assessing the intelligibility of the Kazakh speech when it's masked by combined signals, including «white» noise and speech-like signals. The phonetics features of the Kazakh language have been considered taking into account the law of syngarmonism and the spectrum differences of speech in the Kazakh language and speech in the Russian language. A technique for assessing the intelligibility of the Kazakh speech when it's masked by «white» noise and speech-like signals is proposed. The aim of the work is to analyze well-known methods for speech intelligibility assessing and applying these methods to assess speech intelligibility in the Kazakh language, taking into account masking by its combined signals. Due to the fact that the use of the articulation method of assessing intelligibility for the Kazakh speech requires a dependence of intelligibility on the articulation index for this particular language (the application for the Kazakh language has not been experimentally tested), the use of the formant approach to speech intelligibility assessing will be examined in more detail. The curried out experimental studies of the spectral density of speech in the Kazakh language made it possible to obtain it's approximate dependence on the frequency and take into account the phonetic features of the Kazakh speech when assessing the security of the speech information using the formant method.
74-80 79
Аннотация
Цель работы заключалась в исследовании диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь пленок BaTiO3 в конденсаторной структуре, сформированной золь-гель методом на подложке Si/TiOx/Pt. Основа данного конденсатора представляет собой четырехслойную пленку ксерогеля титаната бария толщиной около 200 нм. Пленка синтезирована золь-гель методом при температуре окончательного отжига 750 оС. Были решены задачи, связанные с разработкой методики формирования многослойных конденсаторных структур, исследованием морфологического и фазового состава пленки BaTiO3, а также с измерением значений вольт-фарадных характеристик в диапазоне частот 10 кГц – 2МГц. Морфология полученной конденсаторной структуры исследовалась методом растровой электронной микроскопии на установке HITACHI S-4800. Рентгенодифракционные исследования проводились на автоматизированном дифрактометре ДРОН-3 с использованием монохроматического CuKα-излучения. Вольт-фарадные характеристики получены с помощью анализатора полупроводниковых приборов B1500A. Значения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, вычисленные для результатов измерений емкости, изменяются следующим образом: при напряжении смещения U = 0 В изменение ε составляет 232–214, и tgδ – 0,022–0,16, а при напряжении смещения U = 10 В изменение ε происходит в диапазоне 135–124 и tgδ от 0,02 до 0,1. Полученные частотные зависимости диэлектрической проницаемости пленок BaTiO3 показывают снижение диэлектрической проницаемости в интервале 10 кГц – 2 МГц. Обнаружено, что при толщине пленки BaTiO3 менее 100 нм тонкопленочный конденсатор с нижним электродом из платины не всегда формируется, что предположительно вызвано шунтированием структуры.
81-88 57
Аннотация
Работа посвящена установлению закономерности изменения удельного сопротивления и высоты барьера Шоттки пленок никеля на кремнии n-типа (111) при их быстрой термообработке в диапазоне температур от 200 до 550 °С. Пленки никеля толщиной порядка 60 нм наносили магнетронным распылением на кремниевые подложки с удельным сопротивлением 0,58–0,53 Ом×см. Быструю термообработку проводили в интервале от 200 до 550°С в режиме теплового баланса облучением обратной стороны подложек некогерентным световым потоком в среде азота в течение 7 с. Толщину пленок никеля определяли растровой электронной микроскопией. Поверхностное сопротивление образцов измеряли четырехзондовым методом. Высоту барьера Шоттки определяли методом вольтамперных характеристик. Показано, что при температурах быстрой термообработки Ni/n-Si (111) 200–250 °С Ni преобразуется в Ni2Si, увеличиваясь в толщине в 1,15–1,33 раза, удельное сопротивление увеличивается до 26–30 мкОм×см, а высота барьера Шоттки уменьшается с 0,66 до 0,6 В. При температуре быстрой термообработки 300 °С толщина исходной пленки никеля увеличивается в 1,93 раза, удельное сопротивление и высота барьера Шоттки снижаются до 26–30 мкОм×см и 0,59 В, соответственно, что обусловлено преобразованием Ni2Si в NiSi и фиксацией высоты барьера поверхностными состояниями на границе раздела силицида с кремнием. Быстрая термообработка при температурах 350–550 °С переводит исходную пленку никеля в NiSi, увеличивает ее толщинну в 2,26–2,67 раза, уменьшает ее удельное сопротивления до 15–18 мкОм×см, и увеличивает высоту барьера Шоттки до 0,62–0,64 В. Наименьшей дефектностью и лучшей воспроизводимостью электрофизических свойств характеризуются пленки NiSi, сформированные быстрой термообработкой пленок никеля на кремнии при температуре 400–450°С. Полученные результаты могут быть использованы в технологии создания изделий интегральной электроники с выпрямляющими контактами.
89-95 83
Аннотация
Предложен способ создания экранов электромагнитного излучения, заключающийся в закреплении на поверхности иглопробивного углеродсодержащего материала фрагментов алюминиевой фольги. В соответствии с предоженным способом изготовлены образцы экранов. Использованные при этом фрагменты алюминиевой фольги были в виде прямоугольников и полуколец, габаритные размеры которых не превышали 20 мм. С помощью автоматизированного измерителя коэффициентов передачи и отражения SNA 0,01–18 получены экранирующие характеристики в диапазоне частот 0,7–17 ГГц образцов экранов, изготовленных в соостветствии с предложенным способом. С помощью измерительного стенда, основными компонентами которого являются программный генератор белого шума, усилитель мощности, динамик, шумомер-спектроанализатор МАНОМ-2, в диапазоне частот 20–16000 Гц получены звукоизоляционные свойства образцов экранов, изготовленных в соостветствии с предложенным способом. Показано, что величины коэффициентов отражения электромагнитного излучения в диапазоне частот 0,7–17 ГГц исследованных экранов изменяются в пределах от –0,5 до –19,0 дБ, а величины коэффициента передачи электромагнитного излучения в указанном диапазоне частот – от –2,0 до –18,0 дБ. Установлено, что значения коэффициента отражения электромагнитного излучения в диапазоне частот 0,7–17 ГГц и значения коэффициента передачи электромагнииного излучения в диапазоне частот 6–17 ГГц экранов, изготовленных в соответствии с предложенным способом с использованием фрагментов алюминиевой фольги в виде полуколец, на 1,0–6,0 дБ ниже аналогичных значений экранов, изготовленных с использованием фрагментов алюминиевой фольги в виде прямоугольников. Определено, что исследованные экраны обеспечивают ослабление звука на 2–12 дБ в диапазоне частот 20–16000 Гц. С учетом полученных результатов экраны, изготовленные в соответствии с предложенным способом, рекомендованы для использования в целях защиты информации, циркулирующей в помещениях, от утечки по акустическому каналу и каналу побочного электромагнитного излучения и наводок.
96-103 49
Аннотация
На примере исследования изменения средних годовых значений температуры атмосферного воздуха на метеостанции Минск с 1998 года излагается методика обработки метеорологических данных для выводов о наличии линейных временных трендов количественных характеристик погоды. Средние годовые значения температуры, полученные по результатам обработки имеющихся метеорологических данных, аппроксимируются методом наименьших квадратов линейной регрессионной зависимостью от времени. Полученная таким образом линейная функция регрессии для средних годовых значений температуры атмосферного воздуха имеет некоторый рост с течением времени (положительный временной тренд). В работе ставится задача выяснения значимости такого тренда. Для этого предлагается использовать регрессионный анализ с его процедурами проверки гипотез. Прежде всего проверяется выполнимость требований, предъявляемых к регрессионному анализу: нормальности распределения возмущений и однородности дисперсии возмущений. Нормальность распределения возмущений проверена и подтверждена критерием согласия Колмогорова. Однородность дисперсии проверена и подтверждена проверкой гипотезы о равенстве дисперсий двух нормальных распределений и критерием Смирнова для проверки гипотезы о равенстве двух распределений. Для проверки значимости положительного тренда средней годовой температуры проверялись гипотезы о значимости коэффициентов линейной функции регрессии с помощью t-статистики с распределением Стьюдента и гипотеза о существовании линейной связи с помощью f-статистики с распределением Фишера (дисперсионный анализ). В результате проверки указанных гипотез на уровне значимости 0,05 установлена незначимость положительного линейного тренда средней годовой температуры атмосферного воздуха на метеостанции Минск в периоды с 1998 по 2016 год и с 1998 по 2017 год и его значимость в периоды с 1998 по 2018 год и с 1998 по 2019 год.


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


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