Архив рубрики: ФОП.16.04

Математическое моделирование фотонных кристаллов и волноведущих систем на их основе / Mathematical Modeling of Photonic Crystals and Waveguide Systems Based on Them

Боголюбов А. Н. / Bogolyubov, A.N.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова / RUS Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Дементьева Ю. С. / Dementieva, J.S.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова / RUS Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-040049

Боголюбов А. Н., Дементьева Ю. С. Математическое моделирование фотонных кристаллов и волноведущих систем на их основе // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 40–49.
Bogolyubov, A.N., Dementieva, J.S. Mathematical Modeling of Photonic Crystals and Waveguide Systems Based on Them // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 40–49.


Аннотация: В статье рассмотрена математическая модель фотонно-кристаллических структур и основанных на них волноведущих систем, а также представлены результаты моделирования конкретных волноведущих систем. Рассматривается применение данной модели как для исследования прямой задачи расчета волноведущих систем на основе фотонных кристаллов, так и для решения обратной задачи синтеза таких систем, обладающих заданными характеристиками.

Abstract: In this paper we present mathematical model of photonic crystal structures and waveguides based on them. Also we present results of the modeling of specific waveguide systems and application of this model for the direct problem and for the inverse problem of synthesis of such systems with the desired characteristics.

Ключевые слова: волноводы, математическое моделирование, задача синтеза, параллельные вычисления, photonic crystals, waveguides, mathematical modeling, synthesis problem, волноводы


Литература / References
  1. Joannopoulos, J.D., Mead, R.D., and Winn, J.D. Photonic crystals. Molding of Flow of Light // Princeton Univ. Press, 1995.
  2. John, S. Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices // Physical Review Letters. 1987. Vol. 58. No. 23. P. 2486-2489.
  3. Rayleigh, J.W.S. On the remarkable phenomenon of crystalline reflexion described by Prof. Stokes // Phil. Mag. 1888. Vol. 26. P. 256-265.
  4. Bykov, V.P. Spontaneous Emission in a Periodic Structure // Soviet Journal of Experimental and Theoretical Physics. 1972. Vol. 35. P. 269-273.
  5. Eleftheriades, G.V., Balmain, К. Negative-Refraction Metamaterials: Fundamental Principles and Application // Wiley-IEEE Press, 2005.
  6. Yee, K.S. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell’s equations in isotropic media // IEEE Trans. Antennas Propagat. May 1966. AP- 14. P. 302-307.
  7. Taflove, A., Hagness, S.C. Computational Electro-dynamics // Artech House, Norwood, MA, 2000.
  8. Ильгамов М. А., Гильманов А. Н. Неотражающие условия на границах расчётной области. М.: Физматлит, 2003.
  9. Berenger, J.-P. Three-Dimensional Perfectly Matched Layer for the Absorption of Electromagnetic Waves // Journal of Computational Physics. 1996. Vol. 127. P. 363-379.
  10. Anantha, V., Taflove, A. Efficient Modeling of Infinite Scatterers Using a Generalized Total-Field/Scattered-Field FDTD Boundary Partially Embedded Within PML // IEEE Transactions on Antennas And Propagation, October 2002. Vol. 50. No. 10. P. 1337-1349.
  11. Боголюбов А. Н., Буткарёв И. А., Дементьева Ю. С. Исследование распространения электромагнитных импульсов через фотонные кристаллические структуры // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2010.
  12. Свешников А. Г., Ильинский А. С. Задачи проектирования в электродинамике // ДАН СССР. 1972. Т. 204. № 5. С. 1077-1080.
  13. Свешников А. Г. Прямые и обратные задачи электродинамики // Проблемы математической физики и вычислительной математики. 1979. С. 287-297.
  14. Дементьева Ю. С. Синтез волноведущих систем на основе фотонных кристаллов // Вычислительные методы и программирование. 2011. Т. 12. С. 375-378.

Формулы Келлера как следствие обобщенного решения краевой задачи дифракции волн на гладком выпуклом теле покрытом тонким слоем диэлектрика / Keller’s Formulas as a Consequence of Generalized Solution to the Boundary-Value Problem of the Diffraction of Waves by Smooth Convex Body Coated by Thin Layer of Dielectric

Апельцин В. Ф. / Apeltsin, V. Ph.
Московский государственный технический университет им Н. Э. Баумана / RUS Московский государственный технический университет им Н. Э. Баумана
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-050057

Апельцин В. Ф. Формулы Келлера как следствие обобщенного решения краевой задачи дифракции волн на гладком выпуклом теле покрытом тонким слоем диэлектрика // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 50–57.
Apeltsin, V. Ph. Keller’s Formulas as a Consequence of Generalized Solution to the Boundary-Value Problem of the Diffraction of Waves by Smooth Convex Body Coated by Thin Layer of Dielectric // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 50–57.


Аннотация: Показано, что известные формулы Келлера, полученные автором из эвристических соображений, и описывающие электромагнитное поле, рассеянное гладким выпуклым металлическим телом в области тени и в освещенной области в высокочастотном случае, могут быть обобщены на случай такого тела покрытого тонким слоем диэлектрика и выведены непосредственно из обобщенной постановки краевой задачи дифракции в рамках неполного проекционного метода. При этом, в качестве базиса по радиальной координате используются ортонормированные на полубесконечном интервале функции Зоммерфельда, цилиндрические функции комплексного переменного индекса, зависящего от угловой координаты.

Abstract: It is shown that well known Keller’s formulas which describe electromagnetic field scattered by smooth, convex, metal body in the domain of shadow as well as in the illuminated domain for short-wave case, and derived by their author on using heuristic reasons, can be generalized for such a body covered with thin layer of dielectric and derived directly from generalized statement of the boundary-value diffraction problem on using non-complete projection approach. At that, radial basis functions of the approach are orthonormalized Sommerfeld’s functions of radial coordinate over the half-infinite interval, cylindrical functions with complex variable indexes of angular coordinate.

Ключевые слова: формулы Келлера, металлическое тело, обобщенное решение, проекционный метод, инвариантная форма решения, high frequency asymptotic, Keller’sformulas, metallic body, generalized solution, projection approach, формулы Келлера


Литература / References
  1. Апельцин В. Ф. Асимптотическое приближение Келлера как следствие обобщенного решения краевой задачи дифракции волн на гладком выпуклом теле // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 3. С. 34-45.
  2. Хенл Х., Мауэ А., Вестпфаль К. Теория дифракции. М.: Мир, 1964
  3. Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1977.
  4. Апельцин В. Ф. Высокочастотный асимптотический проекционный метод исследования задачи возбуждения тонкого диэлектрического покрытия идеально проводящего цилиндра // Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42. № 5. C. 517-529
  5. Апельцин В. Ф. Высокочастотное возбуждение тонкого диэлектрического покрытия гладкого металлического цилиндра Е-поляризованным полем точечного источника // Электромагнитные волны и электронные системы. 2000. Т. 5. № 1. С. 4-17.
  6. Paknys, R., Wang Nan. Excitation of creeping waves on a circular cylinder with a thick dielectric coating // IEEE Trans. on Antenna and Propagations. 1987. Vol. 35. No. 12. P. 1487-1489.

Применение атомарных функций в методе коллокаций для решения интегральных уравнений Фредгольма 2-го рода / Application of Atomic Functions in Collocation Method for Fredholm Integral Equations of the Second Kind

Будунова К.А. / Budunova, K. A.
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / RUS Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Коновалов Я.Ю. / Konovalov, Ya. Yu.
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / RUS Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Кравченко О.В. / Kravchenko, O. V.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-058064

Будунова К.А., Коновалов Я.Ю., Кравченко О.В. Применение атомарных функций в методе коллокаций для решения интегральных уравнений Фредгольма 2-го рода // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 58–64.
Budunova, K. A., Konovalov, Ya. Yu., Kravchenko, O. V. Application of Atomic Functions in Collocation Method for Fredholm Integral Equations of the Second Kind // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 58–64.


Аннотация: Многие задачи техники и прикладной математики сводятся к решению интегральных уравнений Фредгольма 2-го рода. Среди различных численных методов решения интегральных уравнений примечателен метод коллокаций и его модификации. Атомарные функции, являющиеся финитными и бесконечно гладкими, обладают хорошими интерполяционными свойствами. Ранее они были рассмотрены в качестве базисных в методах интерполяции функций и коллокаций для численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Здесь рассматривается метод коллокаций атомарными функциями для интегральных уравнений Фредгольма 2-го рода, а также сравнивается его эффективность с методом коллокаций кубическими B-сплайнами, которые широко применяются в задачах интерполяции и коллокаций. Приводятся результаты работы программы, написанной в среде Wolfram Mathematica, показывающие, что эффективность коллокации для интегральных уравнений некоторыми атомарными функциями выше чем кубическими В-сплайнами.

Abstract: Fredholm equations of the 2nd kind are applied in engineering, technology and applied mathematics. Among variety of numerical methods for solution of integral equations collocation method and its modifications are remarkable. Compactly supported and infinitely smooth atomic functions have good interpolation properties. They are successfully applied as a basis functions in interpolation and collocation methods for differential equations. In this work collocation method with atomic functions is discussed, efficiency of this method and the cubic B-spline collocation is compared. Numerical experiment shows that efficiency of collocation with some atomic functions is higher than cubic B-spline collocation. Results of numerical experiment performed with the program constructed in the Wolfam Mathematica environment are presented.

Ключевые слова: интегральные уравнения Фредгольма 2-го рода, метод коллокаций, atomic functions, Fredholm integral equations of the 2nd kind, интегральные уравнения Фредгольма 2-го рода


Литература / References
  1. Okayama, T., Matsuo, T., and Sugihara, M. Improvement of a Sinc-Collocation Method for Fredholm Integral Equations of the Second Kind // BIT Numerical Mathematics. 2011. Vol. 51. Iss. 2. P. 339-366.
  2. Strenger, F. Handbook of Sinc Numerical Methods. CRC Press. 2011. P. 482.
  3. Shiralashetti, S.C., Mundewadi, R.A. Leibnitz-Haar Wavelet Collocation Method for the Numerical Solution of Nonlinear Fredholm Integral Equations // International Journal of Engineering Sciences and Research Technology. 2016. Vol. 5. Iss. 9. P. 264-273.
  4. Konovalov, Y.Y. Application of New Family of Atomic Functions cha,n(x) to Solution of Boundary Value Problems // Proc. Int. Conf. Days on Diffraction. 2014. P. 132-137.
  5. Кравченко В. Ф., Басараб М. А. Приближение атомарными функциями и численные методы решения интегральных уравнений Фредгольма второго рода // Дифференциальные уравнения. 2001. Т. 37. № 10. С. 1406-1414.
  6. Манжиров А. В., Полянин А. Д. Методы решения интегральных уравнений, Справочник. М.: Факториал, 1999. 272 c.
  7. Shikin, E.V., Plis, A.I. Handbook on Splines for the User. CRC press, 1995. P. 240.
  8. Кравченко В.Ф., Рвачев В.Л. Алгебра логики, атомарные функции и вейвлеты в физических приложениях. М.: Физматлит, 2006. 416 c.
  9. Кравченко В. Ф. Лекции по теории атомарных функций и некоторым их приложениям. М.: Радиотехника, 2003. 512 c.
  10. Коновалов Я. Ю., Кравченко О. В. Алгоритм интерполяции эквидистантного сигнала с помощью базиса сдвигов функций up(x), fupn(x) и B-сплайна третьего порядка // Труды 6-й Международной конференции «Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации». 16-17 сентября 2013. Суздаль. С. 93-96.
  11. Будунова К. А., Коновалов Я. Ю., Кравченко О. В. Применение атомарных функций в методе коллокаций для решения интегральных уравнений Фредгольма 2-го рода // Труды 9-й Международной научно-технической конференции «Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации». 2-5 октября 2016. Суздаль. 2016. С. 61-65.

Радиолокационные измерения ЭПР объектов со сложным профилем методом Монте-Карло при использовании хаотического сканирования сверхузкими диаграммами направленности / Radar Measurements EPR Objects with a Complex Profile of the Monte Carlo Method Using the Random Scanning Ultranarrow Directional Diagrams

Горбунов Ю. Н. / Gorbunov, Y.N.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН (Фрязинский филиал); Московский государственный технологический университет радиотехники, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА) / RUS Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН (Фрязинский филиал); Московский государственный технологический университет радиотехники, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА)
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-065085

Горбунов Ю. Н. Радиолокационные измерения ЭПР объектов со сложным профилем методом Монте-Карло при использовании хаотического сканирования сверхузкими диаграммами направленности // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 65–85.
Gorbunov, Y.N. Radar Measurements EPR Objects with a Complex Profile of the Monte Carlo Method Using the Random Scanning Ultranarrow Directional Diagrams // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 65–85.


Аннотация: Анализируется метод измерения эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) объектов со сложным профилем, основанный на зондировании целей сигналами фазированной антенной решетки (ФАР) со сверхузкой диаграммой направленности путём подсчёта статистики «попаданий» лучей в цель при хаотическом растровом сканировании по методу Монте-Карло. Выводятся формулы для оценки ЭПР в классической схеме независимых испытаний Бернулли, а также схемах с ускоренной сходимостью измерений: многоэтапных рекуррентно-зависимых испытаний. Для повышения инструментальной точности измерения используются эталонные добавки («пробные возмущения»). Влияние эффекта Гиббса впервые предложено уменьшать применением вероятностных (стохастических) прямоугольных окон путём применения случайных шкал квантования по времени и пространству и одновременным использованием «грубой» («бинарной», «бинарно-знаковой») статистики текущих отсчётов.

Abstract: Analyzes the method of measuring the effective cross section (RCS) of objects with a complex profile, based on the sensing signals goals phased array antenna (PAA) with a super-narrow radiation pattern by counting statistics «hits» of the rays at a target at random raster scan on the Monte Carlo method. Formulas for the assessment of the EPR in the classical scheme of independent Bernoulli trials, as well as schemes to the accelerated convergence of measurement: multi-stage-dependent recurrent tests. reference additive («test disturbance») is used to enhance instrument accuracy measurement. Effect Gibbs effect first proposed to reduce the use of probabilistic (stochastic) rectangular windows by applying random quantization scales in time and space and the simultaneous use of «brute» («binary», «binary-sign») current statistics counts.

Ключевые слова: статистические испытания, ЭПР, сходимость измерений, растровое сканирование, стохастические окна, уровень боковых лепестков, пробные эталонные добавки, обратная связь, рекуррентная зависимость, Monte Carlo method, statistical tests, ESR, convergence measurements, raster scanning, stochastic windows, side-lobe level, статистические испытания


Литература / References
  1. Горбунов Ю. Н. Стохастическая радиолокация: условия решения задач обнаружения, оценивания и фильтрации // Электронное издание «Журнал Радиоэлектроники», ISSN 1684-1719. М.: ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. 2014. № 11. http://jre.cplire.ru/jre/nov14/3/text.html
  2. Горбунов Ю. Н., Лобанов Б. С., Куликов Г. В. Введение в стохастическую радиолокацию. Учебное пособие для вузов. М.: Горячая линия-Телеком, 2015. 376 с.
  3. Горбунов Ю. Н. Рандомизированная обработка сигналов в радиолокации и связи. LAP LAMBERT Academic Publishing, Germany, 2015. 150 с.
  4. Соболь И. М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973. 311 с.
  5. Горбунов Ю. Н. Повышение эффективности обработки и формирования сигналов в РЛС с СДЦ методами рандомизации // Электронное издание «Журнал Радиоэлектроники», ISSN 1684-1719. М.: ИРЭ имени В.А. Котельникова РАН. 2014. № 10. http://jre.cplire.ru/jre/oct14/6/text.html; http://jre.cplire.ru/jre/oct14/6/text.pdf
  6. Горбунов Ю. Н. Реализация цифровых систем СДЦ в псевдошумовых РЛС с пониженной вероятностью перехвата// Электронное издание «Журнал Радиоэлектроники», ISSN 1684-17-19. 2015. № 11. http://jre.cplire.ru/jre/nov15/2/text.html http://jre.cplire.ru/jre/nov15/2/text.pdf
  7. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетики. М.: Изд. Ин. лит., 1963.
  8. Борисов Ю. П., Пенин П. И. Основы многоканальной передачи информации. М.: Связь, 1967. 435 с.
  9. Lukin, K.A. Noise Radar Technology for Short Range Application // Proc. Int. Conf. Radar Systems.
  10. May 17-21, 1999, Brest, France.
  11. Guo-Sui Liu, Hong Gu, Wei-Min Su et al. Random Signal Radar — A Winner in Both the Military and Civilian Operating Environmrnts // IEEE Trans. 2003. Vol. AES-39. P. 489-497.
  12. Narayanan, R.M., Yi Xu, Hoffineier, P.D., Curtis John, O. Design, Performance, and Applications of a Coherent Ultra-Wideband Random Noise Radar // Optical Engineering. 1998. Vol. 37. No. 6. P. 1855-1869.
  13. Hongbo Sun. Yilong Lu, Guosui Liu // IEEE AES Systems Magazine. 2003. Vol. 18. No. 11. P. 3-7.
  14. Chapursky, V.V., Sablin, V.N., Kalinin, V.I., and Vasilyev, I.A. // Proc. 10th Int. Conf. on Ground Penetrating Radar (GPR-2004). The Netherlands, Delft. June 21-24, 2004. Vol. 1. P. 199.
  15. Размахнин К. К. Широкополосные системы связи (обзор) // Зарубежная радиоэлектроника. 1965. № 8. С. 3-29.
  16. Горбунов Ю. Н., Перунов Ю. М. Современная радиолокация: совершенствование обработки сигналов // Сборник научных трудов 1-й Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем». Москва. МГТУ МИРЭА. 28-30 марта 2013. С. 291-298.
  17. Родионов В. В. Помехоустойчивость радиолокационных станций со случайной вобуляцией периода повторения импульсов в условиях радиоэлектронного подавления // Радиотехника. 2001. № 6. С. 14-29.
  18. Горбунов Ю. Н., Бондарев А. В. Алгоритмы и устройства цифровой стохастической обработки сигналов в радиолокации: Монография. Учебное пособие. М.: НИЦЭВТ, ИПК МРП, 1990. 144 с.
  19. Черняк Ю. Б. Корреляторы с идеальными ограничителями // Радиотехника. 1965. Т. 20. № 3. С. 70-77.
  20. Горбунов Ю. Н. Рандомизация условий приёма и формирования сигналов в многоканальных доплеровских информационных системах с амплитудным ограничением // В кн.: Междунар. НТК REDS-2014». М.: 2014. С. 144-147.
  21. Горбунов Ю. Н. Стохастическая интерполяция пеленга в адаптивных антенных решетках с последовательным диаграммо-образованием на базе усечённых (малоэлементных) апертур и робастных статистик сигнала на входе // Антенны. 2015. № 6. С. 18-26.
  22. Ширман Я. Д. Теоретические основы радиолокации. М.: Советское радио, 1970. 560 с.
  23. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. Т. II. М.: Мир, 1967. 252 с.
  24. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Кн. 3. М.: Советское радио, 1976. 288 с.
  25. Уилкс С. Математическая статистика. М.: Наука, 1967. 270 с.
  26. Горбунов Ю. Н. Стохастический дальномер // Авторское свидетельство № 165035 по заявке № 2292670 с приоритетом от 17.12.1980.
  27. Горбунов Ю. Н. Цифровые системы СДЦ и их оптимизация: Монография // М.: МГИРЭА. 2008. 132 с.
  28. Гнеденко Б. В. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1965. 400 с.
  29. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 576 с.
  30. Вальд А. Последовательный анализ. М.: Физматгиз, 1960. 328 с.
  31. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. 648 с.
  32. Горбунов Ю. Н. Многоэтапная процедура измерения параметров повторяющегося сигнала методом стохастического усреднения цифровых отсчетов // Автометрия. Сибирское отделение АН СССР. 1985. № 3. С. 96-99.
  33. Гайсов В. Г., Горбунов Ю. Н. Двухэтапная процедура измерения временных интервалов методом статистических испытаний с обратной связью // Автометрия. Сибирское отделение АН СССР. 1982. № 2. С. 54-60.
  34. Синдлер Ю. Б. Метод двухступенчатого статистического анализа и его приложение в технике. М.: Наука, 1973. 191 с.
  35. Горбунов Ю. Н. Многоэтапная процедура измерения повторяющихся временных интервалов // Труды III Всесоюзного научно-технического семинара «Метрология в радиоэлектронике».
  36. М.: ВНИИФТРИ, 1975.
  37. Горбунов Ю. Н., Григоров Н. Р. Вобулятор частоты повторения для РЛС / Авторское свидетельство № 80286 по заявке № 1556863 с приоритетом
  38. от 21.11.1972.
  39. Горбунов Ю. Н. Стохастическое временное и пространственное квантование в плоских апертурах фазированных антенных решеток // Труды X Международной научно-технической конференции «Радиолокация, радионавигация и связь». Воронеж: НПФ «Саквоее». 2005. Т.III. С. 1790-1798.

Обработка пространственно-временного сигнала акустического микроскопа для определения скоростей объемных ультразвуковых волн и толщины слоистых объектов / Processing of Acoustic Microscope Spatio-Temporal Signal for Measurement of Bulk Ultrasonic Wave Velocities and Thickness of a Layered Sample

Левин В. М. / Levin, V. M.
Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН / RUS Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН
Петронюк Ю. С. / Petronyuk, Y. S.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН
Титов С. А. / Titov, S. A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-086095

Левин В. М., Петронюк Ю. С., Титов С. А. Обработка пространственно-временного сигнала акустического микроскопа для определения скоростей объемных ультразвуковых волн и толщины слоистых объектов // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 86–95.
Levin, V. M., Petronyuk, Y. S., Titov, S. A. Processing of Acoustic Microscope Spatio-Temporal Signal for Measurement of Bulk Ultrasonic Wave Velocities and Thickness of a Layered Sample // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 86–95.


Аннотация: Предложен метод измерения скоростей объемных ультразвуковых волн и толщины слоя, основанный на регистрации сигнала акустического микроскопа в зависимости от величины смещения исследуемого образца вдоль оси акустической линзы и разложении записанного пространственно-временного сигнала в спектр плоских, импульсных волн. Теоретически показано, что по относительным задержкам спектральных составляющих, отраженных от границ слоя, можно определить его параметры. Экспериментальные исследования тестового образца показывают, что погрешности определения скорости продольной волны и толщины слоя не превосходят 1%, а скорости поперечной волны 2%.

Abstract: A method of measurement of velocities of bulk ultrasonic waves and thickness of a layer is proposed. The method is based on recording of the signal of the acoustic microscope as a function of sample displacement along the axis of the acoustic lens and on decomposition of the recorded spatio-temporal signal in a spectrum of plane pulse waves. It was theoretically shown that the parameters of the layer can be determined using relative delays of the spectral components reflected at the interfaces of the layer. The experimental results of the test sample study show that the measurement error do not exceed 1 % for the velocity of the longitudinal wave and the thickness of the layer and do not exceed 2 % for the velocity of the transverse wave.

Ключевые слова: пространственно-временной сигнал, скорость ультразвука, спектр плоских волн, acoustic microscope, spatio-temporal signal, ultrasound velocity, пространственно-временной сигнал


Литература / References
  1. Truell, R., Elbaum, C., and Chick, B. Ultrasonic Methods in Solid State Physics. New York and London: Academic Press, 1969.
  2. Papadakis, E.P. Ultrasonic Velocity and Attenuation: Measurement Methods with Scientific and Industrial Application // Physical Acoustics. Principles and Methods, ed. W. P. Mason, and R. N. Thurston. Vol. XII. NY: Academic Press, 1976. P. 277-374.
  3. Petronyuk, Y.S., Levin, V.M., and Titov, S.A. Shape of Short Ultrasonic Echo-Pulses Focused in the Solid Plate // Physics Procedia. V. 70, 2015. P. 626-630.
  4. Hänel, V., Kleffner, B. Double Focus Technique for Simultaneous Measurement of Sound Velocity and Thickness of Thin Samples Using Time-Resolved Acoustic Microscopy // Acoustical Imaging. Vol. 24. Ed. H. Lee. Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2000. P. 187-192.
  5. Hänel, V. Measurement of Sound Velocity and Thickness of Thin Samples by Time-Resolved Acoustic Microscopy // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 84. No. 2. P. 668-670.
  6. Hildebrand, J.A., Liang, K., and Bennett, S.D. Fourier Transform Approach to Material Characterization with the Acoustic Microscope // J. Appl. Phys. 1983. Vol. 54. No. 12. P. 7016-7019.
  7. Deng, X.D., Monnier, T., Guy, P., and Courbon, J. Acoustic Microscopy of Functionally Graded Thermal Sprayed Coatings Using Stiffness Matrix Method and Stroh Formalism // J. Appl. Phys. 2013. Vol. 113. P. 224508.
  8. Birks, A.S., Green, R.E., and McIntire, P. Ultrasonic Testing Handbook / 2nd ed. Vol. 7. Columbus. OH: Amer. Soc. Nondestructive Testing. 1991. P. 836.
  9. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой контроль. М.: Машиностроение, 2004. С. 30.
  10. Chen, J., Bai, X., Yang, K., and Ju, B.-F. Simultaneously Measuring Thickness, Density, Velocity and Attenuation of Thin Layers Using V(z, t) Data From Time-Resolved Acoustic Microscopy // Ultrasonics. 2015. Vol. 56. P. 505-511.
  11. Bai, X., Sun, Z., Sun, A., Chen, J., and Ju, B.-F. Determination of the Multiple Local Properties of Thin Layer with High Lateral Resolution by Scanning Acoustic Microscopy // Rev. Scien. Inst. 2014. Vol. 85. P. 094901.
  12. Клаербоут Д. Ф. Сейсмическое изображение земных недр. М.: Недра, 1989. 407 с.
  13. Титов С. А., Маев Р. Г. Определение параметров изотропного слоя по пространственно-временным сигналам ультразвуковой решетки // Акуст. журнал. 2013. Т. 59. № 5. С. 648-656.

Многозондовая фурье-спектроскопия / Multiprobe Fourier Spectroscopy

Вагин В. А. / Vaguine, V.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН
Даниелян Г. Л. / Danielyan, G.L.
Институт общей физики им. А. М. Прохорова / RUS Институт общей физики им. А. М. Прохорова
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-096103

Вагин В. А., Даниелян Г. Л. Многозондовая фурье-спектроскопия // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 96–103.
Vaguine, V.A., Danielyan, G.L. Multiprobe Fourier Spectroscopy // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 96–103.


Аннотация: Описаны теоретические основы построения проектируемого многозондового фурье-спектрометра с волоконным оптическим входом для дистанционного контроля технологических процессов. Рассмотрены существующие аналоги, а также приведена оригинальная концепция уникального прибора, который позволит производить одновременные спектральные измерения исследуемых объектов сразу несколькими зондами. Описана методика расчета светосилы фурье-спектрометра в зависимости от требуемых характеристик и количества зондов. Обоснованы необходимые параметры волоконно-оптических зондов и фотоприемников, используемых при работе прибора в ближнем и среднем ИК диапазонах.

Abstract: The theoretical basis and development for Fourier Spectrometer with Multi Channel Fiber Optic Probe (FSMP) is described. FSMP was designed for remote control of technological processes which need Multi Probes. Considering the existing analogues, the original concept of a unique device that will produce simultaneous spectral measurements of the objects by several probes is proposed. A method for calculating the Fourier spectrometer aperture ratio depending upon the desired characteristics and number of probes is described. The necessary parameters of Multi Channels Fiber Optic Probes and photodetectors used in the operation of the device in the near and mid-IR ranges are substantiated.

Ключевые слова: интерферометр, оптоволоконный зонд, фотоприемник, Fourier spectrometer, interferometer, fiber optic probe, интерферометр


Литература / References
  1. Балашов А. А., Вагин В. А., Мошкин Б. Е., Хитров О. В., Хорохорин А. И. Оптоволоконный Фурье-спектрометр // ПТЭ. 2009. № 6. С. 143.
  2. Балашов А. А., Вагин В. А., Хорохорин А. И., Инфракрасный Фурье-спектрометр ФСВ // ПТЭ. 2009. № 1. С. 158.
  3. Даниелян Г. Л., Бажанов Ю. В., Савосин С. В., Марков С. Н. Разработка широкодиапазонного сенсора-мини-спектрометра с волоконным вводом для спектрального анализа биологических структур и жидкостей // Оптический журнал. 2007. Т. 74. № . 12. С. 55-61.
  4. Морозов А. Н., Светличный С. И. Основы Фурье-радиометрии. М.: Наука, 2014. 456 с.
  5. Явелов И. С., Каплунов С. М., Даниелян Г. Л. Волоконно-оптические измерительные системы. Прикладные задачи // М.-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», ИКИ, 2011.
  6. С. 9-44
  7. Spragg R. A., Mantsch H. H. Near-IR Spectrometers // Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry (Second Edition). 2010. С. 1738-1747 [Электронный ресурс]. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/b9780123744135002207 (дата обращения: 21.03.2016).

Кодек Рида-Соломона над полем GF(2^8) / Reed-Solomon Codec Over GF(2^8)

Гомцян О. А. / Gomtsyan, H.A.
Национальный политехнический университет Армении / RUS Национальный политехнический университет Армении
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-104113

Гомцян О. А. Кодек Рида-Соломона над полем GF(2^8) // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 104–113.
Gomtsyan, H.A. Reed-Solomon Codec Over GF(2^8) // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 104–113.


Аннотация: Целью статьи является построение кода Рида-Соломона RS(7,3) над полем GF(28) для чего вначале рассчитаны элементы этого поля. Далее изложены принципы построения, приведена стуктурная схема наиболее распространенного систематического циклического кодера и на примере показаны все этапы и основные способы, необходимые при декодировании. Кроме того, показана также и общая структура декодера. Рассмотренные кодер- декодер (кодек) могут быть использованы как самостоятельно, так и в различных каскадных кодовых конструкциях, в частности, в качестве компонентного кода по схеме, предложенной в работе [10]. Отметим, что выбор короткого кода осуществлен только лишь с целью упрощения проведенных расчетов в поле GF(28).

Abstract: The aim of the article is to build Reed-Solomon code RS(7,3) over GF(28), which at first calculated the elements of this field. Further, the principles of construction, a block diagram of the most common cyclic systematic encoder are shown, and the example shows all the main steps and processes required for decoding. In addition, a common structure of the decoder also is shown. The above encoder-decoder (codec) can be used both independently and in various concatenated code constructions, particularly, as a component code for scheme proposed in [10]. Note that the short code selection was done only to simplify the calculations in the field GF(28).

Ключевые слова: кодек, конечные поля, систематические и несистемачические коды, алгоритмы декодирования, error control coding, codec, finite fields, systematic and nonsystematic codes, кодек


Литература / References
  1. Reed-Solomon Codes and Their Applications / S.B. Wicker and V.K. Bhargava (eds.). N.Y.: IEEE Press, 1994. 321 p.
  2. Wicker, S. B. Error Control Systems for Digital Communication and Storage. N.J.: Prentice-Hall, 1994. 503 p.
  3. Rhee, M. Y. Cryptography and Secure Communications. N.Y.: McGraw-Hill, 1994. 504 p.
  4. Guruswami, V., Sudan, M. Improved Decoding of Reed-Solomon and Algebraic-Geometry Codes // IEEE Trans. Inform. Theory. 1999. Vol. 45. No. 6. P. 1757-1767.
  5. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. 2-е изд. / Пер. с англ. М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003. 1104 с.
  6. Золотарев В. В., Овечкин Г. В. Помехоустойчивое кодирование. Методы и алгоритмы: Справочник / Под. ред. чл.-кор. РАН Ю.Б. Зубарева. М.: Горячая линия-Телеком, 2004. 126 с.
  7. Зубарев Ю. Б., Овечкин Г. В. Помехоустойчивое кодирование в цифровых системах передачи данных. // Электосвязь. 2008. № 12. С. 2-11.
  8. Крещук А. А., Зяблов В. В. Обобщенная каскадная система с вложенными пространственно-временными кодами для системы MIMO // Информационные процессы. 2014. Т. 14. № 2. С. 160-177.
  9. Гомцян О. А. Об одном методе проверки безошибочного декодирования кодов Рида-Соломона // Вестник Инженерной Академии Армении. Сборник научно-технических статей. Ереван. 2016. Т. 12. № 4. С. 723-729.

Фасеточные оптические элементы в системах видения / Compound Optical Eelements in Vision Systems

Данилов В.А. / Danilov, V.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center of Unique Instrumentation of RAS
Петров Н.И. / Petrov, N.I.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center of Unique Instrumentation of RAS
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-114120

Данилов В.А., Петров Н.И. Фасеточные оптические элементы в системах видения // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 114–120.
Danilov, V.A., Petrov, N.I. Compound Optical Eelements in Vision Systems // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 114–120.


Аннотация: Рассмотрена аналогия между недавно созданными фасеточными оптическими системами видения и давно существующими в природе фасеточными глазами насекомых. Показано, что принцип устройства фасеточного глаза можно использовать для разработки интегрированных оптико-электронных систем с широким угловым полем, в том числе систем кругового обзора. Камеры разработанные по принципу фасеточного глаза насекомых могут быть использованы в системах видеонаблюдения и контроля, а также в биологии и медицине.

Abstract: An analogy between a newly created facet optical systems of vision and long existing in nature compound eyes of insects are considered. It is shown that the concept of compound eyes can be used to develop integrated optoelectronic systems with a wide angular field of view, including systems for the circular overview. The cameras designed on the principle of the facet eye of insects can be used in the systems of surveillance and control, as well as in biology and medicine.

Ключевые слова: дифракционная оптика, микролинзовые массивы, фасеточные глаза насекомых, камеры видеонаблюдения, computer optics, diffractive optics, microlens arrays, compound eyes of insects, дифракционная оптика


Литература / References
  1. Danilov, V.A., Popov, V.V., Prokhorov, A.M., Sagate-
  2. lyan, D.M., Sissakian, I.N., and Soifer, V.A. Synthesis of Optical Elements Which Create the Focal Line of Arbitrary Form // JTP Letters. 1982. Vol. 8. No. 13. P. 810-815.
  3. Akopiyan, V.S., Danileiko, Yu.K., Danilov, V.A., Naumi-
  4. di, L.P., Popov, V.V., and Sissakian, I.N. The Use of
  5. Flat Nonaxially-Symmetrical Focusators in Laser Ophthalmic Surgery // Quantum Electronics. 1985. Vol. 12. No. 2. P. 401-402.
  6. Petrov, N.I., Kim, J.J., Jeong, H.S., and Shin, D.H. Diffraction of Partially-Coherent Light Beams by Micro-Lens Arrays // Frontiers in Optics/Laser Science Conference. Rochester. USA. 2006. FTuM2.
  7. Petrov, N.I. Effects of Light Coherence for Micro-Lens Arrays // Frontiers in Optics, OSa Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2008). FThU3.
  8. Petrov, N. I. Design of Freeform Lenses for Illumination // EuroDisplay2013, 16-19 Sept. 2013. London. P. 39-40.
  9. Petrov, N. I. Reflection and Transmission of Light Beams at a Curved Interface: Coherent State Approach // American Journal of Optics and Photonics. 2015. Vol. 3. No. 2. P. 30-33.
  10. Pustovoit, V.I., Ivanov O., and Borisov M. Photo-Charge Effect in Conductors // Physics Letters A. 1989. Vol. 135. No. 1. P. 59-61.
  11. Pustovoit, V.I., Ivanov, O., and Borisov, M. Surface Photon-Charge Effect in Conductors // Solid State Commun. 1989. Vol. 72. No. 6. P. 613-619.
  12. Brady, D. J., Gehm, M. E., Stack, R. A., Marks, D. L.,
  13. Kittle, D. S., Golish, D. R., Vera, E. M., and Feller, S. D. Multiscale Gigapixel Photography // Nature. 2012. Vol. 486. P. 386-389.
  14. Golish, D. R., Vera, E. M., Kelly, K. J., Gong, Q., Jansen, P. A., Hughes, J. M., Kittle, D. S., Brady, D. J., and Gehm, M. E. Development of a Scalable Image Formation Pipeline for Multiscale Gigapixel Photography // Optics Express. 2012. Vol. 20. No. 20. P. 22048-22062.

Тенденции развития ферромагнитных материалов с заданными свойствами на наноуровне / The Tendencies of Development of Ferromagnetic Materials with the Previously Given Properties on the Nano-Level

Безуглов Д. А. / Bezuglov, D. A.
Российская таможенная академия / RUS Российская таможенная академия
Синявский Г. П. / Sinyavsky, G. P.
Южный федеральный университет / RUS Южный федеральный университет
Черкесова Л. В. / Cherckesova, L. V.
Донской государственный технический университет / RUS Донской государственный технический университет
Шаламов Г. Н. / Shalamov, G. N.
Южный федеральный университет / RUS Южный федеральный университет
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-003022

Безуглов Д. А., Синявский Г. П., Черкесова Л. В., Шаламов Г. Н. Тенденции развития ферромагнитных материалов с заданными свойствами на наноуровне // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 3–22.
Bezuglov, D. A., Sinyavsky, G. P., Cherckesova, L. V., Shalamov, G. N. The Tendencies of Development of Ferromagnetic Materials with the Previously Given Properties on the Nano-Level // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 3–22.


Аннотация: Проанализирован перечень ферромагнитных материалов, как исследуемых, так и уже используемых сегодня в радиоэлектронике, и, в частности, в наномагнитоэлектронике, что позволяет дать оценку развитию мировых тенденций эволюции ферромагнетиков при создании устройств новых поколений СВЧ- и КВЧ- диапазонов на их основе. При этом акцент делается на тонкоплёночные ферромагнитные среды с заданными свойствами на наноуровне. Эти свойства обеспечивают возможность управления свойствами таких ферроструктур, на основе которых и реализуются резонансные контура нелинейных параметрических зонных систем, работающих в высших зонах неустойчивости электромагнитных колебаний. Даны характеристики наиболее востребованных структур ферроматериалов, различных форм углерода, среди которых наиболее перспективны графены и углеродные нанотрубки, установлена возможность совместного использования углеродных и кремниевых нанотехнологий. Изучены магнитные свойства наноструктур и наноструктурных образований. Выяснено, что для реализации резонансных структур на основе нелинейных параметрических зонных систем, работающих на ультрагармониках тока в высших зонах неустойчивости электромагнитных колебаний в СВЧ- и КВЧ- диапазонах, повышенный интерес представляют наноматериалы, обладающие несколькими параметрами порядка, среди которых особо выделяются мультиферроики и углеродные нанотрубки.

Abstract: It is analyzed enumeration of ferromagnetic materials as soon as explored, and already used today in a radio electronics, and, in particular, in the nano-magnetoelectronics, that allows to state an estimation to development of world tendencies of evolution of ferromagnetics at making of arrangements of new generations of Microwave and Terahertz-ranges on their base. Thus, the accent becomes on the thin-film ferromagnetic environment with the given properties on the nano-level. These properties ensure possibility of controlling with properties of such ferromagnetic structures, on which base is realized the resonance contours of the nonlinear parametrical zonal systems working in the higher zones of instability of electromagnetic oscillations. The characteristics of the most demanded structures of ferromagnetic materials are given, of various shapes of carbon, among which are most perspective graphenes and carbon nanotubes, the possibility of common using of carbon and silicon nanotechnologies is determined. The magnetic properties of nanostructures and nanostructure formations are studied. It is become clear, that for embodying of resonance structures on the basis of the nonlinear parametrical zonal systems working on ultraharmonics of current in the higher zones of instability of electromagnetic oscillations in Microwave and Terahertz-ranges, the heightened interest represent the nanomaterials, possessing of several order parametres among which are especially distinguished the multiferroics and carbon nanotubes.

Ключевые слова: ферроструктуры, тонкоплёночные технологии, наномагнитоэлектроника, ферромагнитные наноматериалы, параметрический резонанс, высшие зоны неустойчивости электромагнитных колебаний, СВЧ- и КВЧ-диапазоны, composite environments, ferrostructures, thin-film technologies, nano-magnetoelectronics, ferromagnetic nanomaterials, parametrical resonance, higher zones of instability of electromagnetic oscillations, ферроструктуры


Литература / References
  1. Трусова Е. А., Косарева К. В., Шелехов Е. В., Куцев С. В. Получение золь-гель методом ультрадисперсных порошков оксидов кобальта, никеля, молибдена, вольфрама и композитов на их основе // Российские нанотехнологии. 2014. Т. 9. № 5-6. С. 96-104.
  2. Михайлов В. В., Понькин В. А. Перспективы совершенствования систем радиоволнового контроля радиофизических характеристик покрытий и материалов // Радиотехника. 2014. № 9. С. 80-83.
  3. Сверхлёгкие материалы выдерживают нагрузку, в 160 тысяч раз превышающую их вес // Computer World. 2014. Вып. 22. С. 24.
  4. Раткин Л. С. К тридцатилетию отделения нанотехнологий и информационных технологий Российской академии наук: фундаментальные и прикладные аспекты разработки нано- и микросистемной техники // Нано- и микросистемная техника. 2014. № 5. С. 53-56.
  5. Дубянский С. А. Современное состояние нанотехнологий и методический подход к оценке характеристик нанотехнологической продукции // Наукоемкие технологии. 2014. № 7. С. 62-69.
  6. Титков О. Островки на «умной» коже // Популярная механика. 2014. № 7. С. 46-48.
  7. Синявский Г. П., Черкесова Л. В., Шаламов Г. Н. Синергетический подход к исследованию нелинейных параметрических зонных систем, функционирующих в высших зонах неустойчивости колебаний. Часть 1 // Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2. № 2. С. 4-25.
  8. Синявский Г. П., Черкесова Л. В., Шаламов Г. Н. Синергетический подход к исследованию нелинейных параметрических зонных систем, функционирующих в высших зонах неустойчивости колебаний. Часть 2 // Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2. № 4. С. 4-35.
  9. Летюк Л. М. Технология ферритовых материалов магнитоэлектроники // М.: МИСИС. 2005. 352 с.
  10. Шевелев А. А., Бочаров А. В., Власенко Е. А., Помадчик А. Л., Семенов А. А. Разработка новых наноструктурных ферроматериалов на основе порошков железа // Наукоемкие технологии. 2014. Т. 15. № 3. С. 26-31.
  11. Никулин Ю. В., Джумалиев А. С., Филимонов Ю. А. Формирование текстурированных плёнок ферромагнитных 3D-металлов с различной кристаллографической ориентацией и микроструктурным строение методом магнетронного распыления на постоянном токе // Нелинейный мир. 2014. Т. 12. № 2. С. 5-7.
  12. Суржиков А. П., Лысенко Е. Н., Малышев А. В. и др. Исследование радиопоглощающих свойств композита на основе литий-цинкового феррита // ИВУЗ. Физика. 2014. Т. 57. № 5. С. 51-55.
  13. Налогин А. Г., Урсуляк Н. Д., Першина Л. К. Некоторые особенности изготовления СВЧ — микрополосковых ферритовых приборов на подложках из литиевой шпинели // Электронная техника. Сер.1. СВЧ-техника. 2014. Вып. 1(520). С. 63-69.
  14. Суржиков А. П., Лысенко Е. Н., Малышев А. В. и др. Исследование структуры и электромагнитных свойств литиевой ферритовой керамики LiFe5O8, полученной на основе ультрадисперсного оксида железа // ИВУЗ. Физика. 2014. Т. 57. № 10. С. 41-46.
  15. Черных С. В. Нелинейные свойства иттриевой керамики // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 19. № 6. С. 60-66.
  16. Лузанов В. А., Веденеев А. С., Козлов А. М. и др. Плёнки магнетика на поверхности сапфира, полученные методом диодного высокочастотного реактивного распыления // Радиотехника и электроника. 2014, Т. 59. № 9. С. 944-946.
  17. Пронин И. А., Аверин И. А., Димитров Д. Ц., Карманов А. А. Особенности структурообразования и модели синтеза нанокомпозитных материалов состава SiO2-MeXOY , полученных с помощью золь-гель технологии // Нано- и микросистемная техника. 2014. № 8. С. 3-7.
  18. Глушков Г. И., Тучин А. В., Попов С. В., Битюцкая Л. А. Размерный магнетизм и оптическое перемагничивание наноструктур силицидов переходных металлов // ИВУЗ. Электроника. 2014. № 4 (108). С. 11-14.
  19. Власов В. С. Котов Л. Н., Шавров В. Г., Щеглов В. И. Особенности формирования статической и динамической проводимости композитной плёнки, содержащей наногранулы металла в диэлектрической матрице // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 9. С. 882-896.
  20. Воронов В. К., Подоплелов А. В. Физика на переломе тысячелетий. М.: КомКнига. 2013. 512 с.
  21. Марьянчук П. Д., Дымко Л. Н., Романишин Т. Р. и др. Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al2Te3)x, легированных марганцем // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2014. № 2-3. С. 54-60.
  22. Ковалюк Т. Т., Майструк Э. В., Марьянчук П. Д. Магнитные и кинетические свойства кристаллов
  23. Hg1-x-yCdxDyySe // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2014. № 1. С. 47-51.
  24. Венгер Е. Ф., Литвин П. М., Матвеева Л. А. и др. Получение, свойства и применение тонких нанонеоднородных плёнок Ge на GaAs подложках // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2014. № 1. С. 39-44.
  25. Грошев И., Полухин И. Сульфид самария и новейшие разработки на его основе // Компоненты и технологии. 2014. № 8. С. 150-157.
  26. Мовчан Н. Н., Зависляк И. В. Феррит диэлектрические резонаторы и одноосных ферритов в дорезонансной области // ИВУЗ. Радиоэлектроника. 2013. № 12. С. 3-12.
  27. Воронов В. К., Подоплелов А. В. Физика 2 на переломе тысячелетий. Конденсированное состояние // М.: Издательство ЛКИ. 2013. 336 с.
  28. Макеева Г. С., Голованов О. А., Ринкевич А. Б. Вероятностная модель и электродинамический анализ резонансного взаимодействия электромагнитных волн с магнитными 3D-нанокомпозитами // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 2. С. 152-158.
  29. Макеева Г. С., Голованов О. А., Ринкевич А. Б. Электродинамический расчет тензора эффективной магнитной проницаемости магнитных 3D-нано-композитов в микроволновом диапазоне // Радио-техника и электроника. 2014. Т. 59. № 1. С. 16-26.
  30. Голованов О. А., Макеева Г. С., Ширшиков Д. Н.
  31. Математическое моделирование невзаимных устройств СВЧ на основе магнитных нанокомпозитов // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2014. Т. 17. № 2. С. 32-39.
  32. Каминская Т. Ближайшие перспективы углеродной электроники // Электронные компоненты. 2014. № 3. С. 26-32.
  33. Макеева Г. С., Голованов О. А., Ширшиков Д. Н., Горлов Г. Г. Электродинамический анализ коэффициента прохождения волны H10 через пластины 3D-нанокомпозитов, содержащих массивы углеродных нанотрубок с магнитными наночастицами, в волноводе в условиях ферромагнитного резонанса // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2014. Т. 17. № 1. С. 27-34.
  34. Шурыгина В. А. «Чудо-материал» — графен — новый конкурент на рынке радиочастотной электроники. Часть 1 // Электроника НТБ. 2014. № 4. С. 141-148.
  35. Самойлович М. И., Ринкевич А. Б., Белянин А. Ф. и др. Оптические и диэлектрические свойства опаловых матриц с заполнением межсферических нанополостей эвлитином (Bi4(SiO4)3) // Нано- и микросистемная техника. 2013. № 11. С. 19-26.
  36. Самойлович М. И., Бовтун В., Белянин А. Ф. и др. Диэлектрические свойства опаловых матриц с заполнением межсферических нанополостей оксидом цинка // Нано- и микросистемная техника. 2014. № 7. С. 3-9.
  37. Шурыгина В. «Чудо-материал» — графен новый конкурент на рынке радиочастотной электроники. Часть 2 // Электроника НТБ. 2014. № 5. С. 151-162.
  38. Суздалев И. П. Нанотехнология. Физикохимия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов // М.: «Либроком». 2013. 592 с.

Обнаружение сигналов на фоне нестационарных негауссовых помех от подстилающей поверхности / Detection of Signals in Nongaussian Nonstationary Interference From the Underlying Surface

Кравченко В. Ф. / Kravchenko, V.F.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / RUS Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Кравченко О. В. / Kravchenko, O.V.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / RUS Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Луценко В. И. / Lutsenko, V.I.
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
Луценко И. В. / Lutsenko, I.V.
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
Соболяк А. В. / Sobolyak, A.V.
Харьковское конструкторское бюро по машиностроению им. А.А. Морозова / RUS Харьковское конструкторское бюро по машиностроению им. А.А. Морозова
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-023039

Кравченко В. Ф., Кравченко О. В., Луценко В. И., Луценко И. В., Соболяк А. В. Обнаружение сигналов на фоне нестационарных негауссовых помех от подстилающей поверхности // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 23–39.
Kravchenko, V.F., Kravchenko, O.V., Lutsenko, V.I., Lutsenko, I.V., Sobolyak, A.V. Detection of Signals in Nongaussian Nonstationary Interference From the Underlying Surface // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 23–39.


Аннотация: Предложен метод оценки рабочих характеристик радиотехнических систем, основанный на использовании модели нестационарной негауссовой помехи от подстилающих поверхностей (моря, участков суши) в виде полумарковских вложенных процессов. Проанализированы характеристики параметрических (Неймана-Пирсона, адаптивным управлением порога и полосы режекции фильтра селекции) и непараметрических (знакового и линейного рангового) обнаружителей. Оценена величина потерь в соотношении сигнал-помеха, возникающих за счет негауссовости характеристик помех и рассмотрены пути их снижения.

Abstract: Estimation method of performance data of radio engineering systems based on use of model of a non-stationary non-Gaussian hindrance radar clutter from the spreading surfaces (the sea, land areas) in the form of the semi-Markov enclosed processes is offered. Characteristics parametrical (Neumann-Pearson, adaptive management of a threshold and stopband of the selection filter) and nonparametric (sign and linear rank) detectors are analyzed. The losses size in the relation a signal-noise which appears at the expense of a nongaussian noise characteristics is estimated and ways of its decrease are considered.

Ключевые слова: вероятность правильного обнаружения, вероятность ложной тревоги, параметрические и непараметрические обнаружители, semi-Markov processes, the detection probability, false alarm probability, вероятность правильного обнаружения


Литература / References
  1. Прием импульсных сигналов в присутствии шумов / Под ред. А. Е. Башаринова, М. С. Александрова. М., Л.: Гос. энергетич и-во, 1960. 383 с.
  2. Кацельбоген М. С. Характеристики обнаружения. М.: Сов. радио, 1965. 147 с.
  3. Распространение ультразвуковых радиоволн / Пер. с англ.; Под ред. Б. А. Шиллерова. М.: Сов. радио, 1954. 710 с.
  4. Мишель К. Отражение радиолокационных эхо-сигналов от морской поверхности (модели и экспериментальные результаты) // Зарубежная радиоэлектроника. 1972. № 7. С. 13-26.
  5. Зуйков В. А., Кулемин Г. П., Луценко В. И. Особенности рассеяния СВЧ излучения морем при малых углах скольжения // Известия ВУЗов. Радиофизика. 1981. Т. XXIV. № 7. С. 831-839.
  6. Kulemin, G. P. Millimeter-Wave Radar Targets and Clutter / Tech. Ed. David K. Barton. Boston, London: Artech House, 2003. 417 p.
  7. Транк Дж.В., Георг С. Ф. Обнаружение целей на фоне помех от морской поверхности с негауссовым распределением // Зарубежная радиоэлектроника. 1971. № 7. C. 17-28.
  8. Schleher, D. S. Radar Detection in Log-Normal Clutter // IEEE 1975 Int. Radar Conf., 1975: Conf. Proc. Arlington, 1975. P. 262-279.
  9. Валеев В. Г., Сосулин Ю. Г. Обнаружение слабых когерентных сигналов в коррелированных негауссовых помехах // Радиотехника и электроника. 1969. № 2. С. 230-238.
  10. Луценко В. И. Имитационная модель сигнала обратного рассеяния от морской поверхности // Успехи современной радиоэлектроники. 2008. № 4. С. 59-73.
  11. Кравченко В. Ф., Луценко В. И., Масалов С. А., Пустовойт В. И. Анализ нестационарных сигналов и полей с использованием вложенных полумарковских процессов // ДАН РАН. 2013. Т. 453. № 2. С. 151-154.
  12. Кравченко В. Ф, Кравченко О. В., Луценко В. И., Луценко И. В., Чуриков Д. В. Восстановление информационных параметров природных сред с использованием атомарных и WA-систем функций. Обзор. Часть I. Применение теории полумарковских полей и финитных функций для описания нестационарных процессов // Физические основы приборостроения. 2014. Т. 3. № 2. С. 3-17
  13. Kravchenko, V.F., Lutsenko, V.I., Lutsenko, I.V., and Popov, D.O. Description and Analysis of Non-Stationary Signals by Nested Semi-Markov Processes // Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2014. Vol. 5. No. 3, (Sept. 2014, Sum No. 19). P. 25-32.
  14. Кравченко В. Ф., Луценко И. В., Луценко В. И. Рассеяние радиоволн морем и обнаружение объектов на его фоне. М.: Физматлит, 2015. 448 с.
  15. Королюк В. С., Турбин А. Ф. Полумарковские процессы и их приложения. Киев: Наукова думка, 1976. 184 с.
  16. Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Сов. Радио, 1975. 472 с.
  17. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники / Изд. в З т. М.: Сов. радио, 1974. Т. 1. 549 с.
  18. Репин В. Г., Тартаковский Г. П. Статистический синтез при априорной неопределенности и адаптации информационных систем. М.: Сов. радио, 1977. 434 с.
  19. Жиганов С. Н., Костров В. З. Алгоритмы обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог // Радиотехника. Вып. 99. № 1. Радиосистемы, «Методы и устройства формирования и обработки сигналов в связи и локации». 2006. № 6. С. 111-114.
  20. Томас Д. Б. Непараметрические методы обнаружения сигналов // ТИИЭР. 1970. № 5. С. 23-31.
  21. Современная радиолокация / Под ред. Ю. Б. Кобзарева. М.: Сов. радио, 1969. 446 с.
  22. Lutsenko, V.I., Sugak, V.G. Efficiency of Apparatuses with Adaptive Rejection of the Interference From the Sea Surface // Telecommunications and Radio Engineering. 2008. Vol. 67. No. 12. P. 1073-1079.