Author Archives: nicedim

К 85-летию Дмитрия Сергеевича Лукина / To the 85th Anniversary of Dmitry Sergeyevich Lukin

Выпуск в базе РИНЦ
К 85-летию Дмитрия Сергеевича Лукина // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 98–99. DOI: 10.25210/jfop-2203-098099

To the 85th Anniversary of Dmitry Sergeyevich Lukin // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 98–99. DOI: 10.25210/jfop-2203-098099


Аннотация:

Abstract:

Ключевые слова:


Литература / References

Математическое моделирование процессов атаки на биометрическое предъявление в технических системах / Modeling a Spoofing Attack on a Biometric System

Коннова Н.С. / Konnova, N.S.
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Мизинов П.В. / Mizinov, P.V.
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Выпуск в базе РИНЦ
Коннова Н.С., Мизинов П.В. Математическое моделирование процессов атаки на биометрическое предъявление в технических системах // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 92–97. DOI: 10.25210/jfop-2203-092097

Konnova, N.S., Mizinov, P.V. Modeling a Spoofing Attack on a Biometric System // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 92–97. DOI: 10.25210/jfop-2203-092097


Аннотация: В данной статье в контексте безопасности рассматриваются биометрические системы на основе васкулярного сканирования кисти руки. Затрагиваются вопросы математического моделирования процесса проведения спуфинг атаки на данный вид систем. Обсуждаются результаты натурного эксперимента.

Abstract: In this article in the context of security biometric systems based on vascular hand scanning are considered. The issues of mathematical modeling of spoofing attack process on this type of systems are touched upon. The results of a fullscale experiment are discussed.

Ключевые слова: венозный рисунок, спуфинг, атака на биометрическое предъявление, артефакт, presentation attack, biometrics, vein pattern, spoofing, biometric presentation attack, artifact, венозный рисунок


Литература / References
  1. Basarab, M.A. User Identification Based on the Vein Pattern in Biometric Immobilizer // CEUR Workshop Proceedings. 2019. Vol. 2603. P. 1-5.
  2. FIDIS. D6.1 Forensic Implications of Identity Management Systems [Электронный ресурс]. 2006. URL: http://www.fidis.net/fileadmin/fidis/deliverables/fidis_wp6_del6.1.forensic_implications_of_identity_management_systems.pdf (дата обр.30.06.2021).
  3. Tome, P., Vanoni, M., and Marcel, S. On the Vulnerability of Finger Vein Recognition to Spoofing // 2014 International Conference of the Biometrics Special Interest Group (BIOSIG). 2014. P. 1-10.
  4. Tome, P., Marcel, S. On the Vulnerability of Palm Vein Recognition to Spoofing Attacks // Proceedings of 2015 International Conference on Biometrics, ICB 2015. 2015. DOI: 10.1109/Icb.2015.7139056
  5. Patil, I., Bhilare, S., and Kanhangad, V. Assessing Vulnerability of Dorsal Handvein Verification System to Spoofing Attacks Using Smartphone Camera // 2016 IEEE International Conference on Identity, Security and Behavior Analysis (ISBA). 2016. P. 1-6. DOI: 10.1109/Isba.2016.7477232
  6. Sasaki, S., Kawai, H., and Wakabayashi, A. Business Expansion of Palm Vein Pattern Authentication Technology // FUJITSU Sci. Tech. J. 2005. Vol. 41. P. 341-347.
  7. Kozarski, J. et al. Surgical Treatment of Hand Vascular Anomalies: a Case Report // Vojnosanitetski Pregled. Militarymedical and Pharmaceutical Review. 2014. Vol. 71. Iss. 1. P. 73-77. DOI: 10.2298/Vsp1401073k
  8. Al-Najjar, Y. A., Soong, D. C. et al.Comparison of Image Quality Assessment: PSNR, HVS, SSIM, UIQI // Int. J. Sci. Eng. Res. 2012. Vol. 3. Iss. 8. P. 1-5.
  9. Коннова Н., Мизинов П. Анализ надежности методов аутентификации на основе васкулярного сканирования // Физические основы приборостроения. 2021. Т. 10. № 4(42). С. 5263. DOI: 10.25210/Jfop-2104-052063

Учет данных спутникового зондирования в ИК-диапазоне при выборе СВЧ-модели облачной атмосферы / Taking Into Account Satellite Sensing Data in the IR Range when Choosing a Microwave Model of a Cloudy Atmosphere

Данилычев М.В. / Danilychev, M.V.
Институт радиотехники и электроники имени В.А.Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS
Егоров Д.П. / Egorov, D.P.
Институт радиотехники и электроники имени В.А.Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS
Кутуза И.Б. / Kutuza, I.B.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Кутуза Б.Г. / Kutuza, B.G.
Институт радиотехники и электроники имени В.А.Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Данилычев М.В., Егоров Д.П., Кутуза И.Б., Кутуза Б.Г. Учет данных спутникового зондирования в ИК-диапазоне при выборе СВЧ-модели облачной атмосферы // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 84–91. DOI: 10.25210/jfop-2203-084091

Danilychev, M.V., Egorov, D.P., Kutuza, I.B., Kutuza, B.G. Taking Into Account Satellite Sensing Data in the IR Range when Choosing a Microwave Model of a Cloudy Atmosphere // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 84–91. DOI: 10.25210/jfop-2203-084091


Аннотация: Использование данных совместного спутникового зондирования атмосферы в инфракрасном (ИК) и СВЧ диапазонах позволяет повысить качество решения обратной задачи дистанционного зондирования (ДЗ) атмосферы. Учет данных зондирования, полученных в ИК- диапазоне, в применяемых СВЧ- алгоритмах способствует обоснованному выбору расчетной модели облачной атмосферы и более корректной оценке ее параметров. Выполненные в работе оценки показывают возможность дальнейшего развития данного направления за счет использования процедуры совместной классификации данных ближнего и дальнего ИК диапазонов.

Abstract: The use of data from simultaneous satellite sensing of the atmosphere in the infrared (IR) and microwave ranges makes it possible to improve the quality of solving the inverse problem of remote sensing of the atmosphere. Taking into account the sensing data obtained in the IR range in the applied microwave algorithms contributes to the reasonable choice of the calculation model of the cloud atmosphere and a more correct assessment of its parameters. The theoretical estimates carried out in the work show the possibility of further improvement of the results of the microwave algorithms by using the procedure of joint classification of near and far infrared data.

Ключевые слова: спутниковые измерения, атмосфера, инфракрасная радиометрия, СВЧ- радиометрия, remote sensing, satellite measurements, atmosphere, infrared radiometry, спутниковые измерения


Литература / References
  1. Саворский В. П., Кутуза Б. Г., Аквилонова А. Б., Кибардина И. Н., Панова О. Ю., Данилычев М. В., Широков С. В. Повышение эффективности восстановления температурно-влажностных профилей облачной атмосферы по данным спутниковых СВЧ-радиометров // Радиотехника и Электроника. 2020. № 7. С. 658-666.
  2. Данилычев М. В., Кутуза Б. Г., Аквилонова А. Б., Саворский В. П., Панова О. Ю. Выбор конструкции перспективного СВЧ-радиометра для спутникового мониторинга атмосферы // Распространение радиоволн: труды XXVII Всероссийской открытой научной конференции. Калининград, БФУ им. И. Канта. 2021. С. 728-733.
  3. Данилычев М. В., Кравченко В. Ф., Кутуза Б. Г., Чуриков Д. В. Спутниковые СВЧ радиометрические комплексы дистанционного зондирования Земли. Современное состояние и тенденции развития // Физические основы приборостроения. 2014. Т. 3. № 1(10). С. 3-25. DOI: 10.25210/jfop-1401-003025
  4. Applications of AVHRR Date: Special Issue // Int. J. Of Rem. Sens. Vol. 10. Iss. 4-5. April/May 1989.
  5. Завод ракетно-космического приборостроения ОАО «Российские космические системы» (http://www.rkp.rniikp.ru/)
  6. Cheremisin, G.S., Egorov, D.P., and Kravchenko, O.V. Deep Convolutional Neural Network for Reconstructing the Cloud Phase Distribution From Level-1b MODIS Data // Proceedings of 2nd International Conference on Applied Mathematics in Science and Engineering (AMSE-2022). 2022.
  7. Platnick, S., Ackerman, S., and King, M. Modis Atmosphere l2 Cloud Product (06_l2) // NASa MODIS Adaptive Processing System, Goddard Space Flight Center, USA. 2015.
  8. Guenther, B., Godden, G.D., Xiong, X., Knight, E.J., Qiu, S.Y., Montgomery, H., Hopkins, M.M., Khayat, M.G., and Hao, Z. Prelaunch Algorithm and Data Format for the Level 1 Calibration Products for the EOS-AM1 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1998. Vol. 36. P. 1142-1151. DOI: 10.1109/36.701021
  9. Platnick, S., King, M., Ackerman, S., Menzel, W., Baum, B., Riedi, J., and Frey, R. The MODIS Cloud Products: Algorithms and Examples From Terra // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 2003. Vol. 41. I. 2. P. 459-473. DOI: 10.1109/TGRS.2002.808301
  10. Baum, B.A., Menzel, W.P., Frey, R.A., Tobin, D.C., Holz, R.E., and Ackerman, S.A. MODIS Cloud-Top Property Refinements for Collection 6 // Journal of Applied Meteorology and Climatology. 2012. Vol. 51. I. 6. P. 1145-1163. DOI: 10.1175/JAMC-D-11-0203.1
  11. Nakajima, T., King, M.D. Determination of the Optical Thickness and Effective Particle Radius of Clouds From Reflected Solar Radiation Measurements. Part I: Theory // Journal of the Atmospheric Sciences. 1990. Vol. 47. Iss. 15. P. 1878-1893. DOI: 10.1175/1520-0469(1990)047<1878: DOTOTA>2.0.CO;2
  12. Platnick, S., Li, J., King, M., Gerber, H., and Hobbs, P. A Solar Reflectance Method for Retrieving the Optical Thickness and Droplet Size of Liquid Water Clouds Over Snow and Ice Surfaces // Journal of Geophysical Research. 2001. Vol. 106. D14. P. 15185-15199. DOI: 10.1029/2000JD900441
  13. Chylek, P., Robinson, S., Dubey, M.K., King, M.D., Fu, Q., and Clodius, W.B.Comparison of Near-Infrared and Thermal Infrared Cloud Phase Detections // Journal of Geophysical Research. 2006. Vol. 111. D20203. P. 1-8. DOI: 10.1029/2006JD007140
  14. Goodfellow, I., Bengio, Y., and Courville, A. Deep Learning. Cambridge: MIT Press, 2016. 781 p.
  15. Breiman, L. Bagging Predictors // Machine Learning. 1996. Vol. 24. Iss. 2. P. 123-140. DOI: 10.1007/BF00058655
  16. Level-1 and Atmosphere Archive & Distribution System. Distributed Active Archive Center. URL: https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/search/(дата обращения: 27.01.2022).
  17. Egorov, D.P., and Kutuza, B.G. Atmospheric Brightness Temperature Fluctuations in the Resonance Absorption Band of Water Vapor 18-27.2 GHz // IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 2021. Vol. 59. Iss. 9. P. 7627-7634. DOI: 10.1109/TGRS.2020.3034533
  18. Egorov, D.P., and Kutuza, B.G. The Influence of Water Vapor and Cumulus Clouds on the Brightness-Temperature Fluctuations in the Downwelling K-Band Radiation of the Atmosphere // Radiophysics and Quantum Electronics. 2021. Vol. 64. Iss. 8-9. P. 641-649. DOI: 10.1007/s11141-022-10166-3
  19. Egorov, D.P., Ilyushin, Ya.A., and Kutuza, B.G. Microwave Radiometric Sensing of Cumulus Cloudiness From Space // Radiophysics and Quantum Electronics. 2021. Vol. 64. Iss. 8-9. P. 564-572. DOI: 10.1007/s11141-022-10159-2
  20. Shen, W., Wang, X., Wang, Y., Bai, X., and Zhang, Z. DeepContour: a Deep Convolutional Feature Learned by Positive-Sharing Loss for Contour Detection // IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). 2015. P. 3982-3991. DOI: 10.1109/CVPR.2015.7299024

Макет фотометра яркости моря авиационного базирования и его испытания в полетах над морем / Set-up of an Aircraft-Based Sea Brightness Photometer and its Tests in Flights Over the Sea

Глебова Т.В. / Glebova, T.V.
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН / Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry
Зевакин Е.А. / Zevakin, E.A.
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН / Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry
Иванов С.Г. / Ivanov, S.G.
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН / Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry
Каледин С.Б. / Kaledin, S.B.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Носов В.Н. / Nosov, B.N.
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН / Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry
Погонин В.И. / Pogonin, V.I.
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН / Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry
Савин А.С. / Savin, A.S.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Тимонин В.И. / Timonin, V.I.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Выпуск в базе РИНЦ
Глебова Т.В., Зевакин Е.А., Иванов С.Г., Каледин С.Б., Носов В.Н., Погонин В.И., Савин А.С., Тимонин В.И. Макет фотометра яркости моря авиационного базирования и его испытания в полетах над морем // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 72–83. DOI: 10.25210/jfop-2203-072083

Glebova, T.V., Zevakin, E.A., Ivanov, S.G., Kaledin, S.B., Nosov, B.N., Pogonin, V.I., Savin, A.S., Timonin, V.I. Set-up of an Aircraft-Based Sea Brightness Photometer and its Tests in Flights Over the Sea // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 72–83. DOI: 10.25210/jfop-2203-072083


Аннотация: Разработан и создан макет фотометра яркости моря, предназначенный для измерения оптических характеристик приповерхностных слоев морской среды с борта авиационного носителя. В оптической схеме макета фотометра используются два канала для регистрации яркости моря в двух диапазонах длин волн. Получена формула, связывающая отношение амплитуд измеряемых сигналов в каналах с «индексом цвета моря» и оптическими параметрами макета. Осуществлена калибровка макета, позволившая выполнить коррекцию измерений индекса цвета моря с учетом различной чувствительности каналов. Приведены результаты обработки данных, полученных с помощью этого макета в натурных морских исследованиях с борта самолета. Дано объяснение флуктуаций индекса цвета моря, зарегистрированных вдоль треков полета.

Abstract: A set-up of a photometer designed to measure the optical characteristics of the near-surface layers of the marine environment from an aircraft carrier has been developed and created. In the optical scheme of the photometer set-up, two channels are provided for highlighting the wave ranges on which the brightness of the sea is recorded. The dependence of the received signals on the sea color index and the optical parameters of the set-up is found. Calibration of the layout was carried out, which made it possible to correct the measurements of the sea color index taking into account the different sensitivity of the channels. The results of processing the data obtained using this set-up in full-scale marine studies from the aircraft are presented. The explanation of fluctuations of the sea color index recorded along the flight tracks is given.

Ключевые слова: фотометр яркости моря, авианоситель, индекс цвета моря, фитопланктон, remote measurements, sea brightness photometer, aircraft carrier, sea color index, фотометр яркости моря


Литература / References
  1. Иванов С. Г., Каледин С. Б., Носов В. Н., Савин А. С., Тимонин В. И., Глебова Т. В. Оценка радиусов кривизны поверхностных волн по измеренным амплитудам лазерно-бликовых сигналов в натурных экспериментах //Физические основы приборостроения. 2021. Т. 10. № 2(40). С. 74-80. DOI: 10.25210/jfop-2102-074080
  2. Оптика океана и атмосферы / под ред. К.С. Шифрина. М.: Наука, 1981. 230 с.
  3. Дегтярев В. И., Константинов О. Г., Нелепа А. А., Косте-нко И. П. Дифференциальный измеритель коэффициента спектральной яркости поверхности моря// Морские гидрофизические исследования. 1976. Т. 1 (72). С. 124-132.
  4. Матюшенко В. А., Пелевин В. Н., Ростовцева В. В. Измерение коэффициента яркости моря трехканальным спектрофотометром с борта НИС// Оптика атмосферы и океана. 1996.Т.9. № 5. С. 664-669.
  5. Ли М. Е., Мартынов О. В. Некоторые результаты исследований индекса цвета моря// Морские гидрофизические исследования. 1976.Т.1 (72). С. 133-138.
  6. Ефименко И. Д., Новиков В. С., Пелевин В. Н. Авиационный регистрирующий фотометр яркости моря// Световые поля в океане. М.: ИО АН СССР. 1979. С. 203-210.
  7. Пелевин В. Н., Пелевина М. А., Кельбалиханов Б. Ф. Исследование спектров выходящего из моря излучения с борта вертолета// Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Новосибирск, «Наука» Сиб. отд., 1979, С. 80-87.
  8. Неуймин Г. Г., Земляная Л. А., Мартынов О. В., Соловьев М. В. Оценка концентрации хлорофилла в различных районах мирового океана по измерению индекса цвета// Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Тезисы докл. АН СССР Комиссия по проблемам Мирового океана, АН ЭССР Ин-т термофизики и электорофизики АН ЭССР. Таллин, 1980, C.131-132.
  9. Гинзбург А. И., Костяной А. Г., Кривошея В. Г., Незлин Н. П., Соловьев Д. М., Станичный С. В., Якубенко В. Г. Особенности динамики вод и распределения хлорофилла “а” в северо-восточной части Черного моря осенью 1997 г // Океанология. 2000.Т.40. № 3. С. 344-356.
  10. Рогачев К. А., Шлык Н. В. 2013. Механизм формирования антициклонического вихря в Сахалинском заливе по спутниковым наблюдениям// Исследование Земли из космоса. 2013. Т. 5. С. 12-20.
  11. Интернет ресурс: http://dvs.net.ru/Optics/BlackSea/26_3.shtml
  12. Неуймин Г. Г., Соловьев М. В., Мартынов О. В. Некоторые результаты измерения индекса цвета вод различных районов мирового океана//Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Новосибирск, «Наука» Сибирское отд., 1979. С. 27-38.
  13. Буренков В. И., Гуревич И. Я., Копелевич О. В., Шифрин К. С. Спектры яркости выходящего излучения и их изменение с высотой наблюдения// Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Новосибирск, «Наука» Сибирское отд, 1979. C.41-58.
  14. Артемьев В. А., Буренков В. И., Возняк С. Б., Григорьев А. В., Дарецки М., Демидов А., Копелевич О. В., Французов О. Н., Храпко А. Н. Подспутниковые измерения цвета океана: натурный эксперимент в Черном и Эгейском морях// Океанология. 2000. 40. № 2: 192-198.
  15. Иванов С. Г., Носов В. Н., Погонин В. И., Зевакин Е. А., Савин А. С., Горелов А. М., Леонов С. О. Применение фотометра яркости для получения информации гидродинамических возмущений в морской среде// Актуальные направления развития прикладной математики в энергетике, энергоэффективности и информационно-коммуникационных технологиях: Сборник трудов Международной научной конференции. М.: МГТУ им. Баумана. 2010. С. 277-280.
  16. Иванов С. Г., Носов В. Н., Каледин С. Б., Плишкин А. Н., Погонин В. И., Леонов С. О., Молчанова Т. В., Зевакин Е. А. Исследование мелкомасштабной изменчивости приповерхностных слоев морской среды под действием гидродинамических возмущений с помощью фотометра яркости моря // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2014. Т. 5(56). С. 53-65.
  17. Носов В. Н., Иванов С. Г., Каледин С. Б., Тимонин В. И., Погонин В. И., Зевакин Е. А. Двухканальный фотометр яркости моря авиационного базирования для исследования приповерхностных слоев морской среды//Физическое и математическое моделирование процессов в геосредах: Седьмая Международная научная конференция-школа молодых ученых, 20-22 октября 2021 г., Москва: Материалы конференции. М.: ИПМех РАН, ISBN 978-5-91741-271-9. С. 254-257.
  18. Локационные лазерные системы видения/В.Е. Карасик, В.М. Орлов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 478 с.
  19. Аналитическая лазерная спектроскопия: пер с англ. / Под ред. Н. Оменетто. М.: Мир, 1982. 606 с.
  20. Интернет ресурс: https://regnum.ru/uploads/pictures/news/2017/06/02/regnum_picture_14963926597564510_normal.jpg
  21. Копелевич О. В., Вазюля С. В., Салинг И. В. Биооптические характеристики и солнечная радиация в поверхностном слое Баренцева моря/ Монография «Система Баренцева моря». Раздел 5.1. С. 230-245. М.: ГЕОС, 2021. 672 с. ISBN 978-5-89118-825-9, 978-5-6045110-0-8
  22. Горелов А. М., Зевакин Е. А., Иванов С. Г., Каледин С. Б., Леонов С. О., Носов В. Н., Савин А. С. О комплексном подходе кдистанционной регистрации гидродинамических возмущений морской среды оптическими методами // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 4(5). С. 58-65. DOI: 10.25210/jfop-1204-058065

Энергоэффективный акустооптический модулятор тарагерцевого излучения / Energy-Efficient Acoustoo-Optic Modulator of Terrahertz Radiation

Никитин П.А. / Nikitin, P.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Национальный исследовательский университет «МЭИ» / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS; National Research University “MPEI”
Выпуск в базе РИНЦ
Никитин П.А. Энергоэффективный акустооптический модулятор тарагерцевого излучения // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 64–71. DOI: 10.25210/jfop-2203-064071

Nikitin, P.A. Energy-Efficient Acoustoo-Optic Modulator of Terrahertz Radiation // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 64–71. DOI: 10.25210/jfop-2203-064071


Аннотация: Одним из способов повышения энергоэффективности акустооптических устройств является использование ультразвуковых пучков с более высокой плотностью мощности. Однако уменьшение ширины ультразвуковых преобразователей приводит к нежелательным эффектам. В работе был использован альтернативный метод, заключающийся в использовании ультразвукового преобразователя с излучающей поверхностью, частично покрытой электродом. Установлено, что этот способ в несколько раз увеличивает энергетическую эффективность акустооптического модулятора терагерцевого излучения.

Abstract: One of the ways to increase the energy efficiency of acousto-optic devices is the use of ultrasonic beams with a higher power density. However, reducing the width of ultrasonic transducers leads to undesirable effects. An alternative method was used in the work: using an ultrasonic transducer with a radiating surface partially covered with an electrode. It has been established that this method increases the energy efficiency of the acousto-optic modulator of terahertz radiation by several times.

Ключевые слова: дифракция, терагерцевое излучение, сжиженный инертный газ, acousto-optic interaction, diffraction, terahertz radiation, дифракция


Литература / References
  1. Son, J.-H., Oh, S.J., and Cheon, H. Potential Clinical Applications of Terahertz Radiation // Journal of Applied Physics. 2019. Vol. 125. No. 19. P. 190901. DOI: 10.1063/1.5080205
  2. Hafez, H.A., Chai, X., Ibrahim, A., Mondal, S., Férachou, D., Ropagnol, X., and Ozaki, T.Intense Terahertz Radiation and Their Applications // Journal of Optics. 2016. Vol. 18. No. 9. P. 093004. DOI: 10.1088/2040-8978/18/9/093004
  3. Sarieddeen, H., Alouini, M.-S., Al-Naffouri, T.Y. An Overview of Signal Processing Techniques for Terahertz Communications // Proceedings of the IEEE. 2021. Vol. 109. No. 10. P. 1628-1665.
  4. Doktofsky, D., Rosenfeld, M., and Katz, O. Acousto Optic Imaging Beyond the Acoustic Diffraction Limit Using Speckle Decorrelation // Communications Physics. 2020. Vol. 3. No. 5. DOI: 10.1038/s42005-019-0267-9
  5. Leveque-Fort., S. Three-Dimensional Acousto-Optic Imaging in Biological Tissues with Parallel Signal Processing // Applied Optics. 2001. Vol. 40. No. 7. P. 1029-1036. DOI: 10.1364/AO.40.001029
  6. Korablev, O.I., Belyaev, D.A., Dobrolenskiy, Y.S., Trokhimovskiy, A.Y., and Kalinnikov, Y.K. Acousto-Optic Tunable Filter Spectrometers in Space Missions // Applied Optics. 2018. Vol. 57. No. 10. P. 103-119. DOI: 10.1364/AO.57.00C103
  7. Crane, R. L., Hart-Smith, J., and Newman, J. Nondestructive Inspection of Adhesive Bonded Joints // Adhesive Bonding. Woodhead Publishing. 2021. P. 215-256. DOI: 10.1016/B978-0-12-819954-1.00008-3
  8. Nikitin, P. A., Gerasimov, V. V., and Khasanov, I. S. Temperature Effects in an Acousto-Optic Modulator of Terahertz Radiation Based on Liquefied SF6 Gas // Materials. 2021. Vol. 14. No. 19. P. 5519. DOI: 10.3390/ma14195519
  9. Durr, W. Acousto-Optic Interaction in Gases and Liquid Bases in the Far Infrared // International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 1986. Vol. 7. No. 10. P. 1537-1558. DOI: 10.1007/BF01010756
  10. Nikitin, P. A., Gerasimov, V. V. Optimal Design of an Ultrasound Transducer for Efficient Acousto-Optic Modulation of Terahertz Radiation // Materials. 2022. Vol. 15. No. 3. P. 1203. DOI: 10.3390/ma15031203
  11. Imano, K. Use of Energy Trapping Type Piezoelectric Transducer to Suppress Lateral Vibration in the Transducer // IEICE Electronics Express. 2019. Vol. 16. No. 20. P. 1-4. DOI: 10.1587/Elex.16.20190478
  12. Kubarev, V., Sozinov, G., Scheglov, M., Vodopyanov, A., Sidorov, A., Melnikov, A., and Veber, S. The Radiation Beamline of Novosibirsk Free-Electron Laser Facility Operating in Terahertz, Far-Infrared, and Mid-Infrared Ranges // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. 2020. Vol. 10. No. 6. P. 634-646. DOI: 10.1109/TTHZ.2020.3010046
  13. Центр коллективного пользования Научно-технологического центра уникального приборостроения Российской академии наук: http://ckp.ntcup.ru

Акустооптический метод измерения параметров фоточувствительных материалов / Acoustooptical Method for Measuring the Parameters of Photosensitive Materials

Агаев Э.А. / Agayev, E.A.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Ахмедов Р.А. / Ahmadov, R.A.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Гасанов А.Р. / Hasanov, A.R.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Гасанов Р.А. / Hasanov, R.A.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Садыхов М.В. / Sadikhov, M.V.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Эйнуллаев В.С. / Eynullayev, V.S.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Выпуск в базе РИНЦ
Агаев Э.А., Ахмедов Р.А., Гасанов А.Р., Гасанов Р.А., Садыхов М.В., Эйнуллаев В.С. Акустооптический метод измерения параметров фоточувствительных материалов // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 56–63. DOI: 10.25210/jfop-2203-056063

Agayev, E.A., Ahmadov, R.A., Hasanov, A.R., Hasanov, R.A., Sadikhov, M.V., Eynullayev, V.S. Acoustooptical Method for Measuring the Parameters of Photosensitive Materials // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 56–63. DOI: 10.25210/jfop-2203-056063


Аннотация: Обоснована актуальность исследования инерционности фоточувствительных материалов, в том числе фотоприемников. Перечислены известные методы и средства для измерения быстродействия фотоприемников. Отмечено, что в большинстве случаев эффективность измерения инерционности фотоприемников непосредственно или косвенно связана с точностью формирования светового импульса с требуемыми длительностью и мощностью. Показано, что формирование светового импульса с требуемыми параметрами можно осуществить путем прямой модуляции тока накачки лазерного излучателя или же с помощью электрооптических модуляторов Маха-Цендера. Обсуждены недостатки этих методов. Предложено устройство, которое синтезировано на основе фотоупругого эффекта и формирует световой импульс для измерения параметров фотоприемников. Получены формулы для расчета параметров светового импульса. Установлены влияния параметров формирователя на результаты измерения. Доказано, что наибольшим влиянием обладает время пересечения оптического пучка упругим волновым пакетом. Показано, что при анализе результатов измерения влияние параметров формирователя легко может быть вычислено и учтено как приборная погрешность. Адекватность результатов теоретических исследований проверена численными расчетами по полученным формулам. Установленные положения подтверждены соответствующими экспериментами на лабораторном макете формирователя световых импульсов.

Abstract: The urgency of studying the inertia of photosensitive materials, including photodetectors, has been substantiated. The well-known methods and means for measuring the speed of photodetectors are listed. It is noted that in most cases the efficiency of measuring the inertia of photodetectors is directly or indirectly related to the accuracy of the formation of a light pulse with the required duration and power. It is shown that the formation of a light pulse with the required parameters can be carried out by direct modulation of the pump current of a laser emitter or by using electro-optical Mach-Zehnder modulators. The disadvantages of these methods are discussed. A device is proposed that is synthesized on the basis of the photoelastic effect and shapers a light pulse for measuring the parameters of photodetectors. Formulas for calculating the parameters of a light pulse are obtained. The influence of the shaper parameters on the measurement results has been established. It is proved that the time of crossing the optical beam by an elastic wave packet has the greatest influence. It is shown that when analyzing the measurement results, the influence of the shaper parameters can be easily calculated and taken into account as an instrumental error. The adequacy of the results of theoretical studies was verified by numerical calculations using the obtained formulas. The established positions are confirmed by the corresponding experiments on the laboratory model of the light pulse shaper.

Ключевые слова: фотоприемник, световой импульс, фотоупругий эффект, упругий волновой пакет, приборная погрешность, оптический пучок, inertia, photodetector, light pulse, photoelastic effect, elastic wave packet, instrumental error, фотоприемник


Литература / References
  1. Киес Р. Дж., Крузе П. В., Патли Э. Г. и др. Фотоприемники видимого и ИК диапазонов. Под ред. Р. Дж. Киеса: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1985. 328 с.
  2. Бычков С. Б., Волков И. В., Глазов А. И., Королёв И. С., Савкин К. Б., Хатырев Н. П. Метод измерения параметров быстродействия фотоприёмников // Измерительная техника. 2020. № 8. С. 36-42. DOI: 10.32446/0368-1025it.2020-8-36-42
  3. Mengke Wang, Shangjian Zhang, Yutong He, Zhao Liu, Xuyan Zhang, Heng Wang, Yangxue Ma, Bao Sun, Yali Zhang, Zhiyao Zhang, and Yong Liu. Self-Referenced Frequency Response Measurement of High-Speed Photodetectors Through Segmental up-Conversion Based on Low-Speed Photonic Sampling // Optics Express. 2019. Vol. 27. Iss. 26. P. 38250-38258 DOI: 10.1364/OE.382798
  4. Ложников В. Е., Дирочка А. И. Модуляционный метод измерения параметров фотоприемного устройства на длину волны 10,6 мкм в гетеродинном режиме // Прикладная физика. 2016. № 3. С. 51-57.
  5. Щербаков В. В., Солодков А. Ф., Задерновский А. А. Дисперсионные искажения сигнала в аналоговых волоконно-оптических линиях связи с прямой модуляцией интенсивности // ФОТОН-ЭКСПРЕС. 2016. Т. 129. № 1. С. 34-39.
  6. Афанасьев В. М., Пономарев Р. С. Электрооптические амплитудные модуляторы Маха-Цендера на основе ниобата лития, их модификации и форматы модуляции // Прикладная фотоника. 2017. Т. 4. № 4. С. 336-359. DOI: 10.15593/2411-4367/2017.04.08
  7. Балакший В. И., Парыгин В. И., Чирков Л. Е. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь, 1985. 280 с.
  8. Christopher C. Davis. Lasers and Electro-Optics. Cambridge University Press, 2014. 867 p.
  9. Lee, J.N., Van Der Lugt, A. Acousto-Optic Signal Processing and Computing // Proc. IEEE. 1989. Vol. 77. Iss. 10. Р. 158-192. DOI: 10.1109/5.40667
  10. Pierson, A., Philippe, C. Acousto-Optic Interaction Model with Mercury Halides (Hg2Cl2 and Hg2Br2) as AOTF Crystals // Proc. SPIE 11180, International Conference on Space Optics (ICSO). 2019. Т. 11180. P. 2196-2206. DOI: 10.1117/12.2536139
  11. Gasanov, A.R., Gasanov, R.A. Selection of Modulation Type in Acousto-Optic Delay Line with Direct Detection // Radioelectronics and Communications Systems. 2015. Vol. 58. P. 258-268. DOI: 10.3103/S0735272715060035
  12. Gasanov, A.R., Gasanov, R.A., Guseinov, A.G. et al. Phase Inverter with Split Load on Basis of Bragg Diffraction // Radioelectronics and Communications Systems. 2020. Vol. 63. P. 497-503. DOI: 10.3103/S073527272009004

Аппаратно-программный комплекс для активного теплового контроля сотовых конструкций из полимерных композиционных материалов / Hardware and Software for Active Thermal Imaging of Honeycomb Structures Made of Polymer Composite Materials

Мачихин А.С. / Machikhin, A.S.
Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук; Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS; National Research University “Moscow Power Engineering Institute”
Русаков Д.Ю. / Rusakov, D.Yu.
АО «ОНПП «Технология» им. А. Г. Ромашина» / JSC Obninsk research and production enterprise “Technologiya”
Выпуск в базе РИНЦ
Мачихин А.С., Русаков Д.Ю. Аппаратно-программный комплекс для активного теплового контроля сотовых конструкций из полимерных композиционных материалов // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 50–55. DOI: 10.25210/jfop-2203-050055

Machikhin, A.S., Rusakov, D.Yu. Hardware and Software for Active Thermal Imaging of Honeycomb Structures Made of Polymer Composite Materials // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 50–55. DOI: 10.25210/jfop-2203-050055


Аннотация: Рассмотрена задача неразрушающего контроля сотовых конструкций из полимерных композиционных материалов активным тепловым методом. Описан автоматизированный стенд, созданный для ее решения. Разработано программное обеспечение для цифровой обработки инфракрасных изображений и обнаружения дефектов типа расслоение и непроклей. Подтверждена эффективность разработанных аппаратно-программных средств. Приведены результаты их апробации на тестовых объектах и реальных деталях ракетно-космической техники.

Abstract: We address the problem of non-destructive testing of honeycomb structures made of polymer composite materials. We dveloped an automatic stand designed for active thermal testing and developed software for processing digital images and detecting defects such as delamination and disbound. Multiple experiments on the test samples and real parts confirmed the efficiency of the developed hardware and software.

Ключевые слова: сотовые конструкции, тепловой контроль, неразрушающий контроль, активный тепловой метод, термография, цифровая обработка изображений, Composite materials, honeycomb structures, thermal imaging, non-destructive testing, thermography, сотовые конструкции


Литература / References
  1. Przemysław, D., Pastuszak, A., and Muc, A. Application of Composite Materials in Modern Constructions // Key Engineering Materials. 2013. Vol. 542. P. 119-129. DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.542.119
  2. Васильев В.В., Протасов В.Д., Болотин В.В. и др.; под общ. ред. В.В. Васильева, Ю.М. Таранопольского. Композиционные материалы: справочник. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.
  3. Rupani, S. V., Acharya, G., and Jani, S. S. Design, Modelling and Manufacturing Aspects of Honeycomb Sandwich Structures: a Review // International Journal of Scientific Development and Research. 2017.
  4. Михайлин Ю.А. Специальные полимерные композиционные материалы. СПБ.: Научные основы технологии, 2009. 526 с.
  5. Lianxiang Yang, Xin Xie, Nan Xu, and Xu Chen. Fast Non-Destructive Testing Under Dynamic Loading // Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. 2013. Vol. 7. DOI: 10.1117/2.1201310.005180
  6. Liu Yingtao, Guo Guangping, and Wen Lei. Infrared Thermographic Nondestructive Testing of Resin Accumulation Between Panel and Honeycomb Core // Smart Materials, Structures & NDT in Aerospace. 2011.
  7. Будадин О. Н., Потапов А. И., Колганов В. И. Троицкий-Марков Т.Е. Тепловой неразрушающий контроль изделий. М.: Наука, 2002. 473 с.
  8. Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. М.: Спектр, 2009. 544 с.
  9. Русаков Д. Ю., Скоморохов А. О. Способ анализа результатов активного теплового контроля изделий из полимерных композиционных материалов. // Патент RU 2649247. Выдан 27.03.2017.
  10. Rusakov, D., Skomorohov, A. Automation of Analysis of Thermographic Images in Diagnostics of Honeycomb Core Structure States // Knowledge E Life Sciences. 2017. P. 350-356.
  11. Хуанг Т. С. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений: Преобразования и медианные фильтры. М.: Радио и связь, 1984.
  12. Fernandes, R., Sylvain, G. Leblanc Parametric (Modified Least Squares) and Non-Parametric (Theil-Sen) Linear Regressions for Predicting Biophysical Parameters in the Presence of Measurement Errors // Remote Sensing of Environment. 2005. Vol. 95. Iss. 3. P. 303-316. DOI: 10.1016/j.Rse.2005.01.005
  13. Siegel, A.F. Robust Regression Using Repeated Medians // Biometrika. 1982. Vol. 69. Iss. 1. P. 242-244. DOI: 10.1093/Biomet/69.1.242
  14. Sang Yoon Park, Won Choi. 3 Production Control Effect on Composite Material Quality and Stability for Aerospace Usage // Advanced Composite Materials: Properties and Applications. 2017. P. 112-194. DOI: 10.1515/9783110574432-003
  15. Rusakov, D., Chernushin, V. Theoretical and Practical Justification of High-Precision of Defects in Multilayer Polymer Honeycomb Structures by the Honeycomb Filler Height Reduction Method // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 1636. Iss. 1. P. 012019. DOI: 10.1088/1742-6596/1636/1/012019

Алгоритм оптимального посимвольного приема сигнальных конструкций на основе ортогональных сигналов и корректирующих кодов в недвоичных полях Галуа / Algorithm for Optimal Symbol-by-Symbol Decoding of Signal Constructions Based on Orthogonal Signals and Correction Codes in Non-Binary Galois Fields

Назаров Л.Е. / Nazarov, L.E.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS, Fryazino Branch
Выпуск в базе РИНЦ
Назаров Л.Е. Алгоритм оптимального посимвольного приема сигнальных конструкций на основе ортогональных сигналов и корректирующих кодов в недвоичных полях Галуа // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 44–49. DOI: 10.25210/jfop-2203-044049

Nazarov, L.E. Algorithm for Optimal Symbol-by-Symbol Decoding of Signal Constructions Based on Orthogonal Signals and Correction Codes in Non-Binary Galois Fields // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 44–49. DOI: 10.25210/jfop-2203-044049


Аннотация: Дано описание алгоритма оптимального посимвольного приема сигнальных конструкций на основе ортогональных в усиленном смысле ансамблей сигналов и блоковых корректирующих кодов в недвоичных полях Галуа. Показано, что результирующая сложность разработанного алгоритма посимвольного приема определяется размерностью дуального кода, что обусловливает перспективность его применения для блоковых помехоустойчивых кодов с низкой избыточностью (с высокой кодовой скоростью). Произведено исследование вероятностных характеристик алгоритма посимвольного приема путем его моделирования для ряда рассматриваемых сигнальных конструкций на основе простых корректирующих кодов с проверкой на четность.

Abstract: The focus of this paper is directed towards the development and investigation of the characteristics of optimal symbol-by-symbol decoding algorithms for signal constructions based on orthogonal signals and on error-correcting codes in non-binary Galua fields. The result complexity of decoding algorithm is determined by dimension of dual codes in non-binary fields. The error-performances of the considered algorithm of symbol-by-symbol decoding are studied by simulation it for a row of signal constructions under consideration based on simple correction codes with parity checking.

Ключевые слова: поля Галуа, ортогональные сигналы, посимвольный прием, корректирующие коды, noise-immunity, non-binary Galua fields, orthogonal signals, symbol-by-symbol decoding, error-correcting codes, поля Галуа


Литература / References
  1. Зюко А. Г., Фалько А. И., Панфилов И. П., Банкет В. Л., Иващенко П. В. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации. М.: Радио и связь, 1985. 272 с.
  2. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003. 1104 c.
  3. Li, J., Lin, S., Abdel-Chaffar, K., Ryan, W.E., and Costello, D.J. Jr. LDPC Code Designs, Constructions, and Unification. Cambridge. University Press. United Kingdom, 2017. 248 p.
  4. Смольянинов В. М., Назаров Л. Е. Применение спектрального преобразования в базисе Уолша при оптимальном посимвольном приеме сигналов, основанных на линейных кодах // Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42. № 10. С. 1214-1219.
  5. Назаров Л. Е., Батанов В. В. Исследование помехоустойчивости оптимального посимвольного приема фазоманипулированных сигналов с корректирующими кодами в недвоичных полях Галуа // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67. № 8. С. 782-787.
  6. Steiner, F., Bocherer, G., and Liva, G. Bit-Metric Decoding of Non-Binary LDPC Codes with Probabilistic Amplitude Shaping // IEEE Communications Letters. 2018. Vol. 22. Iss. 11. P. 2210-2213. DOI: 10.1109/LCOMM.2018.2870180
  7. Yeo, S., Park, I.-C. Improved Hard-Reliability Based Majority-Logic Decoding for Non-Binary LDPC Codes // IEEE Transactions on Information Theory. 2018. Vol. 64. Iss. 7. P. 5170-5178. DOI: 10.1109/LCOMM.2016.2623783
  8. Kaipa, K. An Improvement of the Asymptotic Elias Bound for Non-Binary Codes // IEEE Communications Letters. 2018. Vol. 22. Iss. 11. P. 2210-2213. DOI: 10.1109/TIT.2018.2806968
  9. Назаров Л. Е., Шишкин П. В. Алгоритмы посимвольного приема сигналов на основе кодов с проверкой в поле GF(2m) // Журнал радиоэлектроники. 2018. № 12.
  10. Смольянинов В. М., Назаров Л. Е. Оптимальный посимвольный прием сигналов, основанных на линейных кодах в полях GF(2m) // Радиотехника и электроника. 1999. Т. 44. № 7. С. 838-841.
  11. Назаров Л. Е., Шишкин П. В. Исследование помехоустойчивости алгоритма оптимального посимвольного приема сигналов, соответствующих кодам с проверкой на четность в недвоичных полях // Радиотехника и электроника. 2019. Т. 64. № 9. С. 910-915. DOI: 10.1134/S0033849419080138
  12. Назаров Л. Е. Помехоустойчивость оптимального посимвольного приема сигналов в недвоичных полях Галуа // Физические основы приборостроения. 2020. № 2. С. 10-15. DOI: 10.25210/jfop-2002-010015
  13. Ping, Li, Chan, S., and Yeng, K.L. Efficient Soft-in-Soft-Out Sub-Optimal Decoding Rule for Single Parity Check Codes // Electronic Letters. 1997. Vol. 33. Iss. 19. Р. 1614-1616. DOI: 10.1049/el:19971092
  14. Дунин-Барковский И.В., Смирнов Н. В. Теория вероятностей и математическая статистика в технике. М.: Гостехтеориздат, 1955. 556 с.

Исследование влияния нестабильностей модуляторов цифровых частотно-эффективных сигналов на вероятностные характеристики при их приеме / Investigation of Modulator Instability on Erorr-Performances of Digital Frequency-Effective Signal

Кулиев М.В. / Kuliev, M.V.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS, Fryazino Branch
Назаров Л.Е. / Nazarov, L.E.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS, Fryazino Branch
Выпуск в базе РИНЦ
Кулиев М.В., Назаров Л.Е. Исследование влияния нестабильностей модуляторов цифровых частотно-эффективных сигналов на вероятностные характеристики при их приеме // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 37–43. DOI: 10.25210/jfop-2203-037043

Kuliev, M.V., Nazarov, L.E. Investigation of Modulator Instability on Erorr-Performances of Digital Frequency-Effective Signal // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 37–43. DOI: 10.25210/jfop-2203-037043


Аннотация: Даны результаты исследований искажающего влияния фазовых шумов модуляторов цифровых сигналов, порождаемых кратковременной нестабильностью работы тактовых генераторов, на вероятностные характеристики при приеме сигналов с двумерными «созвездиями» (сигналы с фазовой, с квадратурно-амплитудной и амплитудно-фазовой манипуляциями). Приведены полученные путем компьютерного моделирования численные оценки энергетических потерей при приеме рассматриваемых цифровых сигналов при использовании моделей фазовых мультипликативных шумов в дополнение к аддитивным канальным помехам по отношению к каналам лишь с аддитивными канальными помехами в зависимости от мощности фазовых шумов. Показано, что значения энергетических потерь, вычисленные с использованием известного в литературе аналитического соотношения для данных сигналов, представляют достаточно приближенные оценки по отношению к результатам моделирования.

Abstract: The results of investigations for the distorting effect of phase noise of modulators of digital signals generated by the short-term instability of the operation of clock generators on the probability characteristics when receiving signals with two-dimensional «constellations» (signals with phase-, quadrature-amplitude- and amplitude-phase- manipulations) are given. Numerical estimates of energy loss obtained by computer modeling during reception of considered digital signals when using models of phase multiplicative noise in addition to additive channel interference with respect to channels with only additive channel interference depending on power of phase noise are given. It has been shown that energy loss values calculated using the analytical relationship known in the literature for these signals represent fairly approximate estimates with respect to simulation results.

Ключевые слова: фазовый шум, нестабильность генераторов, вероятность ошибочного приема, digital signals, phase noise, short-term instability, фазовый шум


Литература / References
  1. Proakis J. G., Salehi M. Digital Communication. 5 Edition. McGraw-Hill, Hugher Education, 2001. 768 p.
  2. Зюко А. Г., Фалько А. И., Панфилов И. П., Банкет В. Л., Иващенко П. В. Помехоустойчивость и эффетивность систем передачи информации. М.: Радио и связь, 1985. 272 с.
  3. Meyr M., Moeneclaey M. And Fechtel S. A. Digital Communication Receivers. A Wiley-Interscience Publication, New York. John Wiley and Sons, Inc., 1998. 827p.
  4. Витерби Э. Д. Принципы когерентной связи. М.: Советское радио, 1970. 392 с.
  5. Khanzadi M. R., Krishnan R., Soder J., Ericsson T. On the Capacity of the Wiener Phase Noise Channel: Bounds and Capacity Achieving Distributions. // Transactions on Communications. 2015. Vol. 63. N11. P. 4174-4184. DOI: 10.1109/tcomm.2015.2465389
  6. Piemontese A., Colavolpe G., Ericsson T. Phase Noise in Communication Systems: From Measures to Models. DOI: 10.48550/arxiv.2104.07264.
  7. Second Generation Framing Structure, Channel Coding and Modulation Systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and Other Broadband Satellite Applications Part 2: DVB-S2 Extensions (DVB-S2X) DVB. 2020. Document A083-2. European Broadcasting Union CH-1218, Geneva. 159 p.
  8. Назаров Л. Е., Батанов В. В. Исследование помехоустойчивости оптимального посимвольного приема фазоманипулированных сигналов с корректирующими кодами в недвоичных полях Галуа. // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67. № 8. С. 782-787. DOI: 10.31857/s0033849422080137
  9. Madani M. H., Abdipour A., Mohammadi A. An Exact Analysis of Oscillator Noise in M-QAM-OFDM Communications Systems. // International Journal of Information and Electronics Engineering. 2013. Vol. 3. No. 5. P. 487-495. DOI: 10.7763/ijiee.2013.v3.363
  10. Armada A. G. Understanding the Effects of Phase Noise in Orthogonal Frequency Division Multiplexing. // IEEE Transactions on Broadcasting. 2001. Vol. 47. No. 1. P. 153-159. DOI: 10.1109/11.948268
  11. Бельчиков С. Фазовый шум: как спуститься ниже -120 дБн/Гц на отстройке 10 кГц в диапазоне частот до 14 ГГц. // Компоненты и технологии. 2009. № 5. С. 139-146.

Квазиупругое рассеяние нейтронов как уникальная методика изучения процессов диффузии в твердых телах и жидкостях / Quasielastic Neutron Scattering as a Unique Method for the Study of Diffusion Processes is Solids and Liquids

Белушкин А.В. / Belushkin, A.V.
Институт ядерных исследований, Дубна; Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»; Казанский федеральный университет / Joint Institute for Nuclear Research; Kurchatov Institute National Research Centre; Kazan Federal University
Выпуск в базе РИНЦ
Белушкин А.В. Квазиупругое рассеяние нейтронов как уникальная методика изучения процессов диффузии в твердых телах и жидкостях // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 28–36. DOI: 10.25210/jfop-2203-028036

Belushkin, A.V. Quasielastic Neutron Scattering as a Unique Method for the Study of Diffusion Processes is Solids and Liquids // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 28–36. DOI: 10.25210/jfop-2203-028036


Аннотация: Запуск уникального высокопоточного реактора ПИК в Петербургском институте ядерной физики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» требует создания на его базе комплекса высокотехнологичных экспериментальных станций, которые позволят в полной мере использовать его научный потенциал. Одним из типов таких станций могли бы стать спектрометры квазиупругого рассеяния нейтронов для изучения процессов диффузии в твердых телах и жидкостях. В данной работе рассмотрены современные научные проблемы в данной области и современные спектрометры для таких исследований.

Abstract: The start-up of the high flux neutron reactor source PIK at Petersburg Nuclear Physics Institute of NRC “Kurchatov institute” requires a creation on its base a set of advanced experimental stations to fully exploit its scientific potential. One type of these stations could be a quasielastic neutron scattering spectrometers for the investigations of diffusion processes in solids and liquids. Present work outlines the modern research activities in this field as well as existing advanced spectrometers.

Ключевые слова: диффузия атомов и молекул, нейтронные спектрометры, neutron scattering, diffusion of atoms and molecules, диффузия атомов и молекул


Литература / References
  1. Белушкин А. В. Сравнение возможностей методов неупругого рассеяния синхротронного излучения и нейтронов для исследований атомной, молекулярной и магнитной динамики в конденсированных средах // Кристаллография. 2022. Т. 67. № 1. С. 41-57.
  2. Vural, D., Xiaohu, Hu et al. Quasielastic Neutron Scattering in Biology: Theory and Applications // Biochimica et Biophysica Acta. 2017. Vol. 1861. P. 3638-3650. DOI: 10.1016/j.Bbagen.2016.06.015
  3. Ashkar, R., Bilheux, H.Z., Bordallo, H. et al. Neutron Scattering in the Biological Sciences: Progress and Prospects // Acta Cryst. 2018. Vol. D74. P. 1129-1168. DOI: 10.1107/S2059798318017503
  4. Combet, S. An Introduction to Neutrons for Biology // EPJ Web of Conferences. 2020. Vol. 236. P. 01001-01018. DOI: 10.1051/Epjconf/202023601001
  5. Yamada, T., Seto, H. Quasi-Elastic Neutron Scattering Studies on Hydration Water in Phospholipid Membranes // Frontiers in Chemistry. 2020. Vol. 8. P. 1-5. DOI: 10.3389/Fchem.2020.00008
  6. Shou, K., Sarter, M., and de Souza, N.R. Effect of Red Blood Cell Shape Changes on Haemoglobin Interactions and Dynamics: a Neutron Scattering Study // R. Soc. Open Sci. 2020. Vol. 7. P. 201507-201526. DOI: 10.1098/Rsos.201507
  7. Bicout, D. J., Cisse, A., Matsuo, T., and Peters, J. The Dynamical Matryoshka Model: 1. Incoherent Neutron Scattering Functions for Lipid Dynamics in Bilayers // BBa – Biomembranes. 2022. Vol. 1864. P. 183944-183963. DOI: 10.1016/j.Bbamem.2022.183944
  8. Martins, M.L., Bordallo, H.N., and Mamontov, E. Water Dynamics in Cancer Cells: Lessons From Quasielastic Neutron Scattering // Medicina. 2022. Vol. 58. P. 654-670. DOI: 10.3390/Medicina58050654
  9. Bee, M. Quasi-Elastic Neutron Scattering Principles and Application in Solid State Chemistry. Bristol, 1988. 444 p.
  10. Hempelmann, R. Quasi-Elastic Neutron Scattering and Solid State Diffusion, Oxford Series on Neutron Scattering in Condensed Matter 13. Clarendon Press, Oxford, 2000. 320 p.
  11. Telling, M.T.F. Quasi-Elastic Neutron Scattering – a Tool for the Study of Biological Molecules and Processes // in: Dynamics of Biological Macromolecules by Neutron Scattering. 2011. P. 4-21. DOI: 10.2174/978160805219611101010004
  12. Berrod, Q., Lagrené, K., Ollivier, J., and Zanotti, J.-M. Inelastic and Quasi-Elastic Neutron Scattering. Application to Soft-Matter // EPJ Web of Conferences. 2018. Vol. 188. P. 05001-05036. DOI: 10.1051/Epjconf/201818805001
  13. Belushkin, A.V., Carlile, C.J., and Shuvalov, L.A. The Diffusion of Protons in the Superionic Conductor CsHSO4 by Quasielastic Neutron Scattering // Journal of Physics: Condensed Matter. 1992. Vol. 4. P. 389-398. DOI: 10.1088/0953-8984/4/2/008
  14. Blinc, R., and Baranov, A.I. Spin-Lattice Relaxation and Self-Diffusion Study of the Protonic Superionic Conductors CsHSeO4 and CsHSO4 // Physica Status Solidi. B. 1984. Vol. 123. Iss. 1. P. K83-K87. DOI:
  15. Wasicki, J.W., Kozak, A., Pajak, Z., Czarnecki, P., Belushkin, A.V., and Adams, M.A. Neutron, Nuclear Magnetic Resonance, and Dielectric Study of Ion Motion in Pyridinium Hexafluorophosphate //j. Chem. Phys. 1996. Vol. 105. Iss. 21. P. 9470-9477. DOI: 10.1063/1.472808
  16. Mitra, S., Mukhopadhyay, R. Molecular Dynamics Using Quasielastic Neutron Scattering Technique // CURRENT SCIENCE. 2003. Vol. 84. Iss. 5. P. 633-662.