Category Archives:

(Русский)

Архив номеров

Современная фурье-спектроскопия и быстрый нейроподобный метод снижения размерности спектральных данных / Modern Fourier Transform Spectroscopy and Fast Neural-Like Method for Dimensionality Reduction of Spectral Data

Вагин В.А. / Vaguine, V.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Краснов А.Е. / Krasnov, A.E.
Российский государственный социальный университет / Russian State Social University
Выпуск в базе РИНЦ
Вагин В.А., Краснов А.Е. Современная фурье-спектроскопия и быстрый нейроподобный метод снижения размерности спектральных данных // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 86–91. DOI: 10.25210/jfop-2003-086091
Vaguine, V.A., Krasnov, A.E. Modern Fourier Transform Spectroscopy and Fast Neural-Like Method for Dimensionality Reduction of Spectral Data // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 86–91. DOI: 10.25210/jfop-2003-086091

Аннотация: На примере ряда промышленных применений показана важность снижения размерности спектральных данных, формируемых современными фурье-спектрометрами. Рассмотрен метод нейроподобного снижения размерности ИК спектров для их визуального представления в 3D пространстве. Метод основан на мультиплексировании компонент оптических спектров на три канала, их фильтрации и пространственного накопления в каждом канале.
Abstract: On the example of a number of industrial applications, the importance of reducing the dimensionality of spectral data generated by modern Fourier spectrometers is shown. A method of neural-like reduction of the dimension of IR spectra for their visual representation in 3D space is considered. The method is based on multiplexing the components of optical spectra into three channels, filtering them, and spatial accumulation in each channel.
Ключевые слова: нейроподобное снижение размерности, визуальное 3D представление ИК спектров, Fourier transform spectroscopy, neural-like dimensionality reduction, нейроподобное снижение размерности

Литература / References
  1. Краснов А. Е., Красников С. А., Анискин Д. Ю., Вагин В. А. Способ идентификации и контроля качества многокомпонентных соединений. Патент RU2 334 971 C2, 2008.
  2. Красников С. А. Методология построения систем контроля качества жидких сред по спектральным характеристикам. Автореферат докт. дис. – Владимир: ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ)». 2012.
  3. Красников С. А. и др. Информационная технология экспресс-идентификации и контроля качества горюче-смазочных материалов // Естественные и технические науки. 2016. №. 1. С. 67-71.
  4. Капралова Г. А., Федотов В. Г., Чайкин А. М. Докл. РАН. 2004. Т. 397. С. 490.
  5. Балашов А. А., Вагин В. А., Висковатых А. В. и др. ПТЭ № 2. 2003. С. 87.
  6. Балашов А. А. и др. Многоканальный динамический ИК-фурье-спектрометр // Журнал прикладной спектроскопии. 2017. Т. 84. №. 4. С. 643-647.
  7. Вагин В. А., Хорохорин А. И. Система управления, регистрации и обработки спектральной информации многозондового ИК Фурье-спектрометра // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. №. 3. С. 8-15. DOI: 10.25210/Jfop-1803-008015.
  8. Krasnov, A.E., Vagin, V.A., Nicol’Skii, D.N. Fast Methods for Reducing Dimensionality of Spectral Data for Their Visualization // Journal of Applied Spectroscopy. Vol. 86. Iss. 2. 2019. P. 369-369. DOI: 10.1007/s10812-019-00827-z
  9. Krasnov, A.E., Kalachev, A.A., Nadezhdin, E.N., Nikolskii, D.N. The Model of the Cybernetic Network and its Realization on the Cluster of Universal and Graphic Processors // Proceedings of the Scientific-Practical Conference “Research and Development – 2016”. 2016. P. 117-128. DOI: 10.1007/978-3-319-62870-7_13

Моделирование, разработка и создание сегнетоактивных материалов на основе многокомпонентных сложнооксидных систем / Modeling, Development and Creation of Ferroactive Materials Based on Multicomponent Complex Oxide Systems

Андрюшин К.П. / Andryuishin, K.P.
Южный Федеральный Университет / Southern Federal University
Андрюшина И.Н. / Andryushina, I.N.
Южный Федеральный Университет / Southern Federal University
Вербенко И.А. / Verbenko, I.A.
Южный Федеральный Университет / Southern Federal University
Дудкина С.И. / Dudkina, S.I.
Южный Федеральный Университет / Southern Federal University
Панич А.А. / Panich, A.A.
Институт высоких технологий и пьезотехники / Institute of High Technologies and Piezotechnics, Southern Federal University
Панич А.Е. / Panich, A.E.
Институт высоких технологий и пьезотехники; НКТБ «Пьезоприбор» / Institute of High Technologies and Piezotechnics, Southern Federal University; NKTB “Piezopribor”
Резниченко Л.А. / Reznichenko, L.A.
Южный Федеральный Университет / Southern Federal University
Шилкина Л.А. / Shilkina, L.A.
Южный Федеральный Университет / Southern Federal University
Выпуск в базе РИНЦ
Андрюшин К.П., Андрюшина И.Н., Вербенко И.А., Дудкина С.И., Панич А.А., Панич А.Е., Резниченко Л.А., Шилкина Л.А. Моделирование, разработка и создание сегнетоактивных материалов на основе многокомпонентных сложнооксидных систем // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 52–63. DOI: 10.25210/jfop-2003-052063
Andryuishin, K.P., Andryushina, I.N., Verbenko, I.A., Dudkina, S.I., Panich, A.A., Panich, A.E., Reznichenko, L.A., Shilkina, L.A. Modeling, Development and Creation of Ferroactive Materials Based on Multicomponent Complex Oxide Systems // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 52–63. DOI: 10.25210/jfop-2003-052063

Аннотация: Показаны этапы создания высокоэффективных пьезокерамических материалов при исследовании многокомпонентных систем на основе цирконата-титаната свинца: от выбора катионного состава до способов их изготовления. Подробно рассмотрены принципы моделирования морфотропной области (МО) в четырех- и пятикомпонентных системах, определены участки, аппроксимирующие в них МО. Рассмотрены связи электрофизических параметров и их оптимальных сочетаний с положением на фазовой диаграмме систем и областями применений. Выбраны и экспериментально исследованы твердые растворы пятикомпонентной системы с высокими значениями относительной диэлектрической проницаемости, коэффициентов электромеханической связи, пьезомодулей, удельной чувствительности, низкой механической добротностью, перспективные для использования в низкочастотных преобразователях, работающих в режимах приема и излучения.
Abstract: The stages of creating highly efficient piezoceramic materials in the study of multicomponent systems based on lead zirconate-titanate are shown: from the choice of the cationic composition to the methods of their manufacture. The principles of modeling the morphotropic region (MR) in four- and five-component systems are considered in detail, the areas that approximate MRs in them are determined. The relationships between the electrophysical parameters and of their optimal combinations with the position on the phase diagram of the systems and areas of application are considered. Solid solutions of a five-component system with high values of the relative permittivity, electromechanical coupling coefficients, piezomodules, specific sensitivity, low mechanical quality factor, promising for use in low-frequency converters operating in the receiving and transmitting modes, have been selected and experimentally investigated.
Ключевые слова: многокомпонентные системы, фазовая диаграмма, морфотропная область, электрофизические параметры, solid solutions, multicomponent systems, phase diagram, morphotropic region, многокомпонентные системы

Литература / References
  1. Данцигер А. Я., Разумовская О. Н., Резниченко Л. А., Сахненко В. П., Клевцов А. Н., Дудкина С. И., Шилкина Л. А., Дергунова Н. В., Рыбянец А. Н. Многокомпонентные системы сегнетоэлектрических сложных оксидов: физика, кристаллохимия, технология. Аспекты дизайна пьезоэлектрических материалов. Ростов-на-Дону: МП «Книга», 2001. Т. 1. 408 c.
  2. Фесенко Е. Г. Семейство перовскита и сегнетоэлектричество. М.: Атомиздат, 1972. 248 c.
  3. Данцигер А. Я., Дудкина С. И., Куприянов М. Ф., Разумовская О. Н., Резниченко Л. А. Влияние числа компонентов в сегнетоэлектрических твердых растворах на степень порядка // Изв. РАН. Сер. физ. 1995. Т. 59. № 9. С. 104-105.
  4. Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика. М.: Изд-во «Мир». 1974. 288 c.
  5. Andryushina, I.N., Reznichenko, L.A., Shilkina, L.A., Andryushin, K.P., and Dudkina, S.I. The PZT System (PbTixZr1-xO3, 0≤x≤1.0): the Real Phase Diagram of Solid Solutions (Room Temperature) (Part 2) // Ceramics International. 2013. Vol. 39. No. 2. P. 1285-1292.
  6. Andryushina, I.N., Reznichenko, L.A., Shilkina, L.A., Andryushin, K.P., and Dudkina, S.I. The PZT System (PbTixZr1-xO3, 0≤x≤1.0): High Temperature x-Ray Diffraction Studies. Complete x-T Phase Diagram of Real Solid Solutions (Part 3) // Ceramics International. 2013. Vol. 39. No 3. P. 2889-2901.
  7. Ouchi, H., Nagano, K., and Hayakawa, S. Piezoelectric Properties of PbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3-PbZrO3 Solid Solution Ceramics // J. Am. Ceram. Soc. 1965. Vol. 48. No. 12. P. 630-635.
  8. Nomura, S., Takahashi, T., and Yokomizo, Y. Ferroelectric Properties in the System PbZn1/3Nb2/3O3- PbTiO3 // J. Phys. Soc. Japan. 1969. Vol. 27. No. 1. P. 262.
  9. Фесенко Е. Г., Данцигер А. Я., Разумовская О. Н. Новые пьезокерамические материалы. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1983. 156 с.
  10. Квапулиньский Я., Суровьяк З., Куприянов М.Ф., Зайцев С.М., Данцигер А.Я., Фесенко Е.Г. Исследования процессов поляризации сегнетоэлектрической керамики // ЖТФ. 1979. Т. 49. № 5. С. 1049-1052.
  11. ОСТ 11 0444-87. Материалы пьезокерамические. Технические условия. Введ. 01.01.88. 140 c.

Имитационная модель акустических шумов процесса дыхания и технологии выделения сигнатур патологий легких / Simulation Model of Acoustic Noises of the Respiratory Process and Technologies of Isolation of Signatures of Lung Pathologies

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 / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS; Bauman Moscow State Technical University
Луценко В.И. / Lutsenko, V.I.
Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины / Usikov Institute of Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine
Луценко И.В. / Lutsenko, I.V.
Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины / Usikov Institute of Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine
Ло Иян / Luo, Yiyang
Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина / V.N. Karazin Kharkiv National University
Ань Н.С. / Anh, Nguyen Xuan
Институт геофизики Вьетнамской академии наук и технологий / Institute of Geophysics of the Vietnam Academy of Science and Technology
Выпуск в базе РИНЦ
Кравченко В.Ф., Луценко В.И., Луценко И.В., Ло Иян, Ань Н.С. Имитационная модель акустических шумов процесса дыхания и технологии выделения сигнатур патологий легких // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 64–77. DOI: 10.25210/jfop-2003-064077
Kravchenko, V.F., Lutsenko, V.I., Lutsenko, I.V., Luo, Yiyang, Anh, Nguyen Xuan Simulation Model of Acoustic Noises of the Respiratory Process and Technologies of Isolation of Signatures of Lung Pathologies // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 64–77. DOI: 10.25210/jfop-2003-064077

Аннотация: Представлены результаты экспериментального изучения статистических характеристик акустических шумов легких, как при нормальном их состоянии, так и при патологиях. Сделан вывод о возможности использования вложенных полумарковских процессов для описания нестационарных акустических шумов процесса дыхания, а также перспективности использования предложенной модели при мониторинге различных патологий легких. Предложены технологии выделения сигнатур шумов, при патологиях легких основанные на обработке усредненных спектров в различных фазах дыхания, текущих спектров и их моментных характеристик.
Abstract: The article presents the results of an experimental study of the statistical characteristics of acoustic noises of the lungs, both in their normal state and in pathological conditions. It is concluded that it is possible to use nested semi-Markov processes to describe non-stationary acoustic noises of the breathing process, as well as the prospects of using the proposed model for monitoring various lung pathologies. Technologies for the extraction of noise signatures in lung pathology based on the processing of averaged spectra in different phases of respiration, current spectra and their moment characteristics have been proposed.
Ключевые слова: акустические шумы процесса дыхания, полумарковские вложенные процессы, сигнатуры, признаковые пространства, electro-auscultation, acoustic noises of the breathing process, semi-Markov nested processes, signatures, акустические шумы процесса дыхания

Литература / References
  1. Lutsenko, V.I., Khomenko, S.I., Zatserklyany, A.Ye., Lutsenko, I.V. Simulation Statistical Model of Reflection From the «Clear-Sky» // Telecommunications and Radio Engineering. 2005. V. 63. No 5. P. 371-380. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v63.i5.10.
  2. Кравченко В. Ф., Луценко В. И., Луценко И. В., Кривенко Е. В., Соболяк А. В. Имитационная модель сигнала обратного рассеяния от суши // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 4(17). С. 3-29.
  3. Кравченко В. Ф., Луценко В. И., Масалов С. А., Пустовойт В. И. Анализ нестационарных сигналов и полей с использованием вложенных полумарковских процессов. Доклады академии наук. 2013. Т. 453. № 2. С. 151-154. DOI: 10.7868/S0869565213320108
  4. 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 (11). С. 3-17.
  5. Кравченко В. Ф., Луценко В. И., Луценко И. В. Рассеяние радиоволн морем и обнаружение объектов на его фоне / М.: Физматлит, 2015. 448 с.
  6. Королюк В. С., Турбин А. Ф. Полумарковские процессы и их приложения. Киев: Наукова думка, 1976. 184 с.
  7. Луценко В. И., Луценко И. В., Ло Иян, Соболяк А. В. Использование полумарковских вложенных процессов для описания нестационарных акустических шумов // VIII Всероссийские Армандовские чтения IX научно-практический семинар «Прикладные вопросы формирования и обработки сигналов в радиолокации, связи и акустике» [Электронный ресурс]: VIII Всероссийские Армандовские чтения. / Сб. тез. докладов IХ научно-практического семинара. Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ. 2018. С. 25-27.
  8. Lutsenko, V., Lutsenko, I., Babakov, M., Luo, Y., and Sobolyak, A. The Use of Semi-Markov Nested Processes for the Description of Non-Stationary Acoustic Noise // Telecommunication and Radioengineering 2019. Vol. 78, No. 11. P. 1015-1025. DOI: 10.1615 / TelecomRadEng.v78.i11.80
  9. Василенко В. Х. Пропедевтика внутренних болезней / 3-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина. 1989. 512 с.
  10. Луценко В. И., Ло Иян, Бабаков М.Ф Сигнатуры акустических шумов патологий легких // Всероссийская открытая научная конференция «Современные проблемы дистанционного зон- дирования, радиолокации, распространения и дифракции волн». Муром 28.05-30.05.2019 г / Электронный ресурс: http:// www.mivlgu.ru/conf/armand2019/konspekt-2019/index.html / муром. 2019. С. 671-678.
  11. Луценко В. И., Ло Иян, Бабаков М.Ф. Имитационная модель акустических шумов процесса дыхания и технологии выделения сигнатур при патологиях легких // VII Міжнародна науково-практична конференція «Обробка сигналів і негаусівських процесів», присвячена пам’яті професора Кунченка Ю. П. / VII Міжнародна науково-практична конференція «Обробка сигналів і негаусівських процесів», присвячена пам’яті професора Кунченка Ю. П., 23-24 травня 2019 р., м. Черкаси, Україна. Праці VII Міжнародної науково-практичної конференції «Обробка сигналів і негаусівських процесів». 2019. C. 40-42.
  12. Бабаков М. Ф., Іщук Д. В., Луценко В. І., Луценко І. В., Ло Иян. Сигнатури акустичних шумів при пневмонії // ІІ Міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні системи та технології в медицині» (IСM-2019), 28-29 листопада 2019 р., Харків, Україна: зб. наук. пр. Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М. Є. Жуковського «Харків. авіац. ін-т», 2019. С. 68-69.
  13. Бабаков М. Ф., Луценко В. І., Луценко І. В., Ло Иян Технології виділення сигнатур акустичних шумів при патології легень // ІІ Міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні системи та технології в медицині» (IСM-2019) 28-29 листопада 2019 р., Харків, Україна: зб. наук. пр. Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М. Є. Жуковського «Харків. авіац. ін-т», 2019. С. 30-31.
  14. Бабаков М. Ф., Іщук Д. В., Луценко В. І. Концепція побудови багатоканальної автоматизованої системи аналізу акустичних шумів для диференціальної діагностики стану легень // ІІ Міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні системи та технології в медицині» (IСM-2019) 28-29 листопада 2019 р., Харків, Україна: зб. наук. пр. Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М. Є. Жуковського «Харків. авіац. ін-т», 2019. С. 179-181.

Исследование полос непрозрачности в фотонном кристалле, составленном из металлических либо диэлектрических цилиндров конечной длины / Investigation of Bandgaps in a Photonic Crystal Composed of Metal or Dielectric Cylinders of Finite Length

Донец И.В. / Donets, I.V.
Южный Федеральный Университет / Southern Federal University
Лерер А.М. / Lerer, A.M.
Южный Федеральный Университет / Southern Federal University
Цветковская С.М. / Tsvetkovskaya, S.M.
Донской Государственный Технический Университет / Don State Technical University
Выпуск в базе РИНЦ
Донец И.В., Лерер А.М., Цветковская С.М. Исследование полос непрозрачности в фотонном кристалле, составленном из металлических либо диэлектрических цилиндров конечной длины // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 78–85. DOI: 10.25210/jfop-2003-078085
Donets, I.V., Lerer, A.M., Tsvetkovskaya, S.M. Investigation of Bandgaps in a Photonic Crystal Composed of Metal or Dielectric Cylinders of Finite Length // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 78–85. DOI: 10.25210/jfop-2003-078085

Аннотация: Развит строгий метод электродинамического анализа собственных волн фотонных кристаллов (ФК) составленных из периодических цилиндров. Цилиндры либо полые металлические, либо сплошные диэлектрические. Результаты верифицированы сравнением с результатами пакета на основе метода конечных элементов. Рассчитаны дисперсионные характеристики ФК в районе полосы непрозрачности в зависимости от направления распространения волны. Анализировались ФК трех типов – составленных из металлических цилиндров, диэлектрических цилиндров и воздушных цилиндрических отверстий в диэлектрике. Развитое программное обеспечение требует на 1-2 порядка меньше времени счета чем известные пакеты электродинамического моделирования.
Abstract: A strict method of electrodynamic analysis of the eigenwaves of photonic crystals (PC) composed of periodic cylinders has been developed. Cylinders are either hollow metal or solid dielectric. The results are verified by comparison with the results of the package based on the finite element method. The dispersion characteristics of the FC in the area of bandgap are calculated depending on the direction of wave propagation. Three types of FC were analyzed: made up of metal cylinders, dielectric cylinders, and air cylindrical holes in the dielectric. The developed software requires 1-2 orders of magnitude less time than the known packages of electrodynamic modeling.
Ключевые слова: электродинамический анализ, полоса непрозрачности, периодические цилиндры, photonic crystal, electrodynamic analysis, bandgap, электродинамический анализ

Литература / References
  1. De Sabata, A. et al. EBG Modification in a Parallel Plate 2D Periodic Structure by Metal Inclusions // 2014 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA). IEEE, 2014. P. 822-825. DOI: 10.1109/ICEAA.2014.6903971.
  2. Mondal, S.K., Stadler, B.J.H. Novel Designs for Integrating YIG/Air Photonic Crystal Slab Polarizers with Waveguide Faraday Rotators // IEEE Photonics Technology Letters. 2004. Vol. 17. No. 1. P. 127-129 DOI: 10.1109/LPT.2004.838156.
  3. Niemi, T., Frandsen, L.H., Hede, K.K., Harpoth, A., Borel, P.I., and Kristensen, M. Wavelength-Division Demultiplexing Using Photonic Crystal Waveguides. // IEEE Photonics Technology Letters. Vol. 18. No. 1. 2006. P. 226-228.
  4. Chu, T. et al. Tunable Optical Notch Filter Realized by Shifting the Photonic Bandgap in a Silicon Photonic Crystal Line-Defect Waveguide // IEEE Photonics Technology Letters. 2006. Vol. 18. No. 24. P. 2614-2616. DOI: 10.1109/LPT.2006.887366.
  5. Han, T. Y., Lee, H. S., and Lee, E. H. Design of Compact Silicon Optical Modulator Using Photonic Crystal MZI Structure // 2008 5th IEEE International Conference on Group IV Photonics. IEEE, 2008. P. 308-310. DOI: 10.1109/GROUP4.2008.4638182.
  6. Ma, P. et al. Compact Inline Resonant Photonic Crystal Fabry-Pérot Cavities for TM-Polarized Light // IEEE Photonics Technology Letters. 2010. Vol. 23. No. 4. P. 224-226. DOI: 10.1109/LPT.2010.2096535.
  7. Ek, S. et al. Enhanced Gain in Photonic Crystal Amplifiers // 2012, 14th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON). IEEE, 2012. P. 1-4. DOI: 10.1109/ICTON.2012.6253790.
  8. Tee, D.C. et al. Structure Tuned, High Transmission 180° Waveguide Bend in 2-D Planar Photonic Crystal // IEEE Photonics Technology Letters. 2013. Vol. 25. No. 15. P. 1443-1446. DOI: 10.1109/LPT.2013.2266893.
  9. Nozaki, K. et al. First Demonstration of 4-Bit, 40-Gb/s Optical RAM Chip Using Integrated Photonic Crystal Nanocavities // 2012 International Conference on Photonics in Switching (PS). IEEE. 2012. P. 1-3. ISBN: 978-2-9123-2861-8.
  10. Shen, G. et al. A Tnnable Electro-Optic Microwave Photonic Filter Based on Photonic Crystal for 60GHz Radio Over Fiber System // 2013, 12th International Conference on Optical Communications and Networks (ICOCN). IEEE. 2013. P. 1-4. DOI: 10.1109/ICOCN.2013.6617223.
  11. Li, S. et al. A Tunable Terahertz Photonic Crystal Narrow-Band Filter //IEEE Photonics Technology Letters. 2015. Vol. 27. No. 7. P. 752-754. DOI: 10.1109/LPT.2015.2391127.
  12. Kuzma, A., Uherek, F., and Škriniarová, J. Photonic Crystal Based Add/Drop Filters for Sensing // 2016 Photonics North (PN). IEEE. 2016. P. 1-1. DOI: 10.1109/PN.2016.7537913.
  13. Kumar, R. A., Srinivas, T., and Yadunath, T. R. Design and Simulation of Effective 90 Bend Waveguide Based on Hexagonal Lattice Photonic Crystal // 2018 IEEE Distributed Computing, VLSI, Electrical Circuits and Robotics (DISCOVER). IEEE, 2018. P. 24-27. DOI: 10.1109/DISCOVER.2018.8674106.
  14. Ceccuzzi, S. et al. Effect of Source Position on Directive Radiation in EBG Structures with Epsilon-Near-Zero Behavior // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2019. Vol. 18. No. 6. P. 1253-1257. DOI: 10.1109/LAWP. 2019.2913997.
  15. Du, P., Cheng, Z. Enhancing Light Extraction Efficiency of Vertical Emission of AlGaN Nanowire Light Emitting Diodes with Photonic Crystal // IEEE Photonics Journal. 2019. Vol. 11. No. 3. P. 1-9. DOI: 10.1109/JPHOT.2019.2920517.
  16. Morita, Y., Tsuji, Y., and Hirayama, K. Proposal for a Compact Resonant-Coupling-Type Polarization Splitter Based on Photonic Crystal Waveguide with Absolute Photonic Bandgap // IEEE Photonics Technology Letters. 2008. Vol. 20. No. 2. P. 93-95. DOI: 10.1109/LPT.2007.912558.
  17. Chiu, W.Y. et al. Directional Coupler Formed by Photonic Crystal InAlGaas Nanorods // Journal of Lightwave Technology. 2008. Vol. 26. No. 5. P. 488-491.
  18. Lai, C.F. et al. Hole Shape Effect of Photonic Crystals on the Guided Resonance Modes in GaN-Based Ultra-Thin Film-Transferred Light-Emitting Diodes // Conference on Lasers and Electro-Optics. Optical Society of America. 2010. P. JTuD30.
  19. Yuan, G. et al. Two-Dimensional Square Lattice Elliptical Dielectric Rods Photonic Crystal Bandgap Characteristics. 2010. DOI: 10.1049/cp.2010.1235.
  20. Tsuji, Y., Morita, Y., and Hirayama, K. Photonic Crystal Waveguide Based on 2-D Photonic Crystal with Absolute Photonic Band Gap //IEEE Photonics Technology Letters. 2006. Vol. 18. No. 22. P. 2410-2412. DOI: 10.1109/LPT.2006.885295.
  21. Benachour, Yassine. Nonlinear Optics of Photonic Crystals. // 2020 Advances in Science and Engineering Technology International Conferences (ASET). 4 Feb. – 9 April 2020. Dubai. United Arab Emirates.
  22. 3D Electromagnetic Field Simulator for RF and Wireless Design: https://www.ansys.com/products/electronics/ansys-hfss

3Д дисплеи без очков на основе проекторов и мобильных телефонов / Glassless 3D imaging systems based on projectors and mobile phones

Петров Н.И. / Petrov, N.I.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Centre of Unique Instrumentation of RAS
Соколов Ю.М. / Sokolov, Yu.M.
Российский университет дружбы народов (РУДН) / Peoples Friendship University of Russia (RUDN University)
Хромов М.Н. / Khromov, M.N.
ВНИИФТРИ / VNIIFTRI
Выпуск в базе РИНЦ
Петров Н.И., Соколов Ю.М., Хромов М.Н. 3Д дисплеи без очков на основе проекторов и мобильных телефонов // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 2(36). С. 60–73. DOI: 10.25210/jfop-2002-060073
Petrov, N.I., Sokolov, Yu.M., Khromov, M.N. Glassless 3D imaging systems based on projectors and mobile phones // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 2(36). P. 60–73. DOI: 10.25210/jfop-2002-060073

Аннотация: Разработана многовидовая система 3D-отображения изображений, включающая модули съемки трехмерных объектов, обработки изображений (создания файлов 3D-изображений) и оптический экран для воспроизводства 3D-изображений на основе интегральной технологии визуализации. Созданы большие экраны дисплея с использованием набора проекторов. Мульти-проекторная система используется для улучшения характеристик дисплея, таких как разрешение, глубина и угол обзора. Разработаны также 3D дисплеи на основе мобильных устройств. Файлы 3D-изображений созданы с использованием файлов глубины и 2D-изображений, снятых под разными углами обзора. Продемонстрированы 3D изображения с использованием набора Full HD проекторов и проекторов Ultra HD 4K. Показана возможность наблюдения скрытых объектов, расположенных за передним элементом, с использованием проекторов и смартфонов 4K Sony (разрешение 3840⤫2160), а также Samsung и LG (разрешение 2560⤫1440).
Abstract: A multi-view 3D display system which includes the modules of capturing three-dimensional objects, image processing (creation of 3D image files) and display screen for the 3D image displaying based on integral imaging technology has been developed. Large display screens using multi-projectors are created. Multi-projector system is used for improving the performance, such as viewing resolution, depth and viewing angle. 3D displays based on mobile devices are also developed. 3D image files are created using 2D + depth files and 2D images captured at different view angles. Large 3D images using Full HD multi-projectors and Ultra HD 4K projector are created. Images having the property of “looking around” an object are demonstrated using projectors and smartphones 4K Sony (resolution 3840⤫2160), Samsung and LG (resolution 2560⤫1440).
Ключевые слова: 3D-изображение, интегральное изображение, многопроекторный дисплей, мобильный 3D-дисплей, создание файла 3D-изображения, 3D display, 3D image, integral imaging, multi-projector display, mobile 3D display, 3D-изображение

Литература / References
  1. Hong, J., Kim, Y., Choi, H.J., Hahn, J., et.al. Three-Dimensional Display Technologies of Recent Interest: Principles, Status, and Issues // Applied Optics. 2011. Vol. 50. P. 87-115.
  2. Lueder, E. 3D Displays. UK: John Wiley & Sons, 2012. ISBN: 978-1-119-99151-9
  3. Jang, J. S., and Javidi, B. Real-Time All-Optical Three-Dimensional Integral Imaging Projector // Appl. Opt. 2002. Vol. 41. P. 4866-4869. DOI: 10.1364/AO.41.004866
  4. Liao, H., Iwahara, M., Hata, N., and Dohi, T. High-Quality Integral Videography Using a Multiprojector // Opt. Express. 2004. Vol. 12. P. 1067-1076. DOI: 10.1364/OPEX.12.001067
  5. Jang, J. S., and Javidi, B. Three-Dimensional Projection Integral Imaging Using Micro-Convex-Mirror Arrays // Opt. Express. 2004. Vol. 12(6). P. 1077 – 1083.
  6. Kim, Y., Park, S. G., Min, S. W., and Lee, B. Projection-Type Integral Imaging System Using Multiple Elemental Image Layers // Appl. Opt. 2011. Vol. 50. B18-B24. DOI: 10.1364/AO.50.000B18
  7. Jang, J. Y., Shin, D., Lee, B.G., and Kim, E. S. Multi-Projection Integral Imaging by Use of a Convex Mirror Array // Opt. Lett. 2014. Vol. 39. P. 2853-2856. DOI: 10.1364/OL.39.002853
  8. Takaki, Y., and Nago, N. Multi-Projection of Lenticular Displays to Construct a 256-View Super Multi-View Display // Opt. Express. 2010. Vol. 18(9). P. 8824-8835. DOI: 10.1364/OE.18.008824
  9. Takaki, Y., Takenaka, H., Morimoto, Y., Konuma, O., and Hirabayashi, K. Multi – View Display Module Employing MEMS Projector Array // Opt. Express. 2012. Vol. 20. P. 28257-28266. DOI: 10.1364/OE.20.028257
  10. Lee, J.H., Park, J., Nam, D., Choi, S.Y., Park, D.S., and Kim, C.Y. Optimal Projector Configuration Design for 300-Mpixel Multi-Projection 3D Display // Opt. Express. 2013. Vol. 21. P. 26820-26835. DOI: 10.1364/OE.21.026820
  11. Eldes, O., Aksit, K., and Urey, H. Multi-View Autostereoscopic Projection Display Using Rotatory Screen // Opt. Express. 2013. Vol. 21. P. 29043-29054. DOI: 10.1364/OE.21.029043
  12. Wang, Z., Wang, A., Wang, S., Ma, X., and Ming, H. Resolution-Enhanced Integral Imaging Using Two Micro-Lens Arrays with Different Focal Lengths for Capturing and Display // Opt. Express. 2015. Vol. 23. P. 28970-28977. DOI: 10.1364/OE.23.028970
  13. Moon, S., Park, S.G., Lee, C.K., Cho, J., Lee, S., and Lee, B. Computational Multi-Projection Display // Opt. Express. 2016. Vol. 24. P. 9025-9037. DOI: 10.1364/OE.24.009025
  14. Petrov, N.I., Sokolov, Y.M., Khromov, M.N., and Storozheva, A.L. Integral Imaging Multi-View 3D Display // Frontiers in Optics/Laser Science Conference (FiO/LS). 2017. Washington, USA, Paper JTu2A.107. DOI: 10.1364/FIO.2017.JTu2A.107
  15. Petrov, N.I., Khromov, M.N., and Sokolov, Y.M. Large-Screen Multi-View 3D Display // OSA Continuum. 2019. Vol. 2(9). P. 2601-2613. DOI: 10.1364/OSAC.2.002601
  16. Okaichi, N., Miura, M., Sasaki, H., Watanabe, H., Arai, J., Kawakita, M., Mishina, T. Continuous Combination of Viewing Zones in Integral Three-Dimensional Display Using Multiple Projectors // Opt. Eng. 2018. Vol. 57(6). P. 061611. DOI: 10.1117/1.OE.57.6.061611
  17. Kim, J., et al. Crosstalk-Reduced Dual-Mode Mobile 3D Display // J. Display Technol. 2015. Vol. 11. P. 97-103.
  18. Markman, A., Wang, J., and Javidi, B. Three-Dimensional Integral Imaging Displays Using a Quick-Response Encoded Elemental Image Array // Optica. 2014. Vol. 1(5), 332-335. DOI: 10.1364/OPTICA.1.000332
  19. Woods, A.J. Crosstalk in Stereoscopic Displays: a Review // J. Of Electronic Imaging. 2012. Vol. 21. P. 040902. DOI: 10.1117/1.JEI.21.4.040902
  20. Woods, A.J., Harris, C.R., Leggo, D.B., and Rourke, T.M. Characterizing and Reducing Crosstalk in Printed Anaglyph Stereoscopic 3D Images // 2013. Opt. Eng. 2013. Vol. 52. P. 043203. DOI: 10.1117/1.OE.52.4.043203
  21. Son, J.Y., Lee, B.R., Park, M.C., and Leportier, T. Crosstalk in Multiview 3-D Images // Proc. SPIE. 2015. Vol. 9495. Paper 94950P. DOI: 10.1117/12.2180110
  22. Algorri, J.F., Pozo, V.U., Sanchez-Pena, J. M., and Oton, J.M. An Autostereoscopic Device for Mobile Applications Based on a Liquid Crystal Microlens Array and an OLED Display // J. Display Technol. 2014. Vol. 10. P. 713-720. DOI: 10.1109/JDT.2014.2313143
  23. Lv, G.J., Zhao, B. C., Wu, F., and Wang, Q.H. Three-Dimensional Display with Optimized View Distribution // Opt. Eng. 2019. Vol. 58(2). P. 023108. DOI: 10.1117/1.OE.58.2.023108
  24. Petrov, N.I., and Petrova, G.N. Diffraction of Partially-Coherent Light Beams by Microlens Arrays // Opt. Express. 2017. Vol. 25(19), 22545-22564. DOI: 10.1364/OE.25.022545
  25. Petrov, N.I. Holographic Diffuser with Controlled Scattering Indicatrix // Comp. Opt. 2017. Vol. 41. P. 831-836. DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-6-831-836

Особенности решений задач радиолокации при использовании сверхширокополосных сигналов / Features of solving radar problems using ultra-wide-band signals

Лаговский Б.А. / Lagovsky, B.A.
МИРЭА – Российский технологический университет / Russian Technological University (MIREA)
Самохин А.Б. / Samokhin, A.B.
МИРЭА – Российский технологический университет / Russian Technological University (MIREA)
Выпуск в базе РИНЦ
Лаговский Б.А., Самохин А.Б. Особенности решений задач радиолокации при использовании сверхширокополосных сигналов // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 2(36). С. 74–81. DOI: 10.25210/jfop-2002-074081
Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B. Features of solving radar problems using ultra-wide-band signals // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 2(36). P. 74–81. DOI: 10.25210/jfop-2002-074081

Аннотация: Представлены аналитические и численные решения задач повышения дальности действия сверхширокополосных РЛС за счет оптимизации их характеристик с учётом взаимовлияния отдельных излучателей. Обосновано использование новых эффективных алгоритмов обработки UWB-сигналов. Исследованы решения вариационных задач по поиску оптимальной формы зондирующих UWB-импульсов, обеспечивающих наибольшую вероятность обнаружения целей. Результаты аналитических и численных исследований показали, что оптимизация зондирующих UWB-импульсов позволяет в 2-4 раза повысить дальность действия наносекундных РЛС и одновременно улучшить угловые характеристики обнаружения целей.
Abstract: Analytical and numerical solutions to problems of increasing the range of ultra-wide-band radars by optimizing their characteristics, taking into account the interaction of individual emitters, are presented. The use of new effective algorithms for processing UWB signals is justified. Solutions to variational problems of searching for the optimal form of probing UWB pulses that provide the highest probability of detecting targets are investigated. The results of analytical and numerical studies have shown that optimization of probing UWB pulses can increase the range of nanosecond radars by 2-4 times and simultaneously improve the angular characteristics of target detection.
Ключевые слова: UWB радар, вариационные задачи радиолокации, дисперсионные характеристики антенных устройств, ultra-wideband signals, UWB radar, variational radar problems, dispersion characteristics of antenna devices, ultra-wideband signals, UWB radar, variational radar problems, UWB радар

Литература / References
  1. Holami, G., Mehrpourbernety, H., and Zakeri, B. UWB Phased Array Antennas for High Resolution Radars // Proc. Of the 2013 International Symposium on Electromagnetic Theory. 2013. P. 532-535. ISBN: 978-4-88552-277-2
  2. Zhou Yuan, Law Choi Look, Xia Jingjing. Ultra Low-Power UWB-RFID System for Precise Location-Aware Applications // 2012 IEEE Wireless Communications and Networking Conference. Workshops (WCNCW). P. 154-158. DOI: 10.1109/WCNCW.2012.6215480
  3. Khan, H.A., Edwards, D.J., and Malik, W.Q. Ultra Wideband MIMO Radar // Proc. IEEE Intl. Radar Conf. Arlington, VA, USA. 9 May 2005.
  4. Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B., Shestopalov, Y.V. // Pulse Characteristics of Antenna Array Radiating UWB Signals. Proc. Of the 10th European Conf. On Antennas and Propagation (EuCAP). 2016. Davos, Switzerland. P. 2479-2482. DOI: 10.1109/EuCAP. 2016.7481624
  5. Lagovsky, B., Samokhin, A., Samokhina, A. Image Restoration of the Multiple Target by Smart Antenna Array Radiating UWB Signals // Proceedings of Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA). 2015. Torino, Italy. P. 363-365. DOI: 10.1109/ICEAA.2015.7297136
  6. Lagovsky, B.A., Chikina, A.G. Shape Optimization of UWB Pulses // Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS). 2017. P. 475-478. DOI: 10.1051/Itmconf/20193005017
  7. Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B., and Shestopalov, Y.V. Increasing the Range of UWB Radars // Proc. 2018 12th European Conf. On Antennas and Propagation (EUCAP). 2018. UK, Ser. IET Conference Publications. Vol. CP7 41. DOI: 10.1049/cp.2018.1255
  8. Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B., and Shestopalov, Y.V. Increasing Accuracy of Angular Measurements Using UWB Signals // 11th European Conf. On Antennas and Propagation (EUCAP). 2017. Paris. P. 1083-1086. DOI: 10.23919/EuCAP. 2017.7928204

Об условиях взаимодействия волн / About conditions of wave interaction

Буц В.А. / Buts, V.A.
Национальный Научный центр «Харьковский физико-технический институт»; Институт радиоастрономии НАН Украины; Харьковский национальный Университет им. В.Н. Каразина / National Science Center Kharkov Institute of Physics and Technology; Institute of Radio Astronomy of the National Academy of Sciences of Ukraine (IRA NASU); V.N. Karazin Kharkiv National University
Тарасов Д.В. / Tarasov, D.V.
Национальный Научный центр «Харьковский физико-технический институт» / National Science Center Kharkov Institute of Physics and Technology
Выпуск в базе РИНЦ
Буц В.А., Тарасов Д.В. Об условиях взаимодействия волн // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 2(36). С. 82–90. DOI: 10.25210/jfop-2002-082090
Buts, V.A., Tarasov, D.V. About conditions of wave interaction // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 2(36). P. 82–90. DOI: 10.25210/jfop-2002-082090

Аннотация: Описаны новые условия взаимодействия волн. Эти условия являются более общими, чем известные. Они, как частный случай, содержат известные, но ополниетльно учитывают тот факт, что в распределенных системах расстройка вдоль одной из пространственно-временных осей может быть скомпенсирована расстройкой вдоль других осей. Рассмотрены примеры взаимодействия волн, характеристики которых удовлетворяют новым условиям. Рассмотренные примеры позволяют обнаружить новые условия в эксперименте.
Abstract: The new conditions of wave interaction are described. These conditions are more general than the known conditions. They, as a special case, contain well-known conditions. New conditions reflect the fact that in distributed systems, the detuning along one of the spatiotemporal axes can be compensated by the detuning along other axes. Examples of the interaction of waves whose characteristics satisfy new conditions are considered. The considered examples allow to detect new conditions in the experiment.
Ключевые слова: трехвол-новое взаимодействие, нелинейная динамика, распадные процессы, обмен энергией между волнами, wave interaction in medium, three-wave interaction, nonlinear dynamics, decay processes, трехвол-новое взаимодействие

Литература / References
  1. Вильхельмссон Х., Вейланд Я. Когерентное нелинейное взаимодействие волн в плазме. М.: Энергоиздат, 1981. 224 с.
  2. Milos, M., Scoric. Nonlinear Physics of Plasmas: Spatiotemporal Structures in Strong Turbulence. Lecture Notes, Research Report NIFS-PROC Series, Toki, Japan, May 2008. 181p.
  3. Кадомцев Б. Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1976. 240 с.
  4. Буц В. А., Куприянов А. Н., Мануйленко О. В., Толстолужский А. П. // Известия ВУЗов. «ПНД». 1993. Т. 1. № 1. № 2. С. 57-62.
  5. Буц В. А., Мануйленко О. В., Степанов К. Н., Толстолужский А. П. // Физика плазмы. 1994. Т. 20. № 9. С. 794-801.
  6. Julian, D. Cole. Perturbation Methods in Applied Mathematics, Blaisdell Publishing Company. 1968. Toronto, London. 276 p.

Сверхбыстрый метод расчёта одномерных задач фотоники / Superfast method for one-dimensional photonic problems computation

Белов А.А. / Belov, A.A.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова / Lomonosov Moscow State University
Боголюбов А.Н. / Bogolyubov, A.N.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова / Lomonosov Moscow State University
Домбровская Ж.О. / Dombrovskaya, Zh.O.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова / Lomonosov Moscow State University
Жбанников С.О. / Zhbannikov, S.O.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова / Lomonosov Moscow State University
Выпуск в базе РИНЦ
Белов А.А., Боголюбов А.Н., Домбровская Ж.О., Жбанников С.О. Сверхбыстрый метод расчёта одномерных задач фотоники // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 2(36). С. 2–9. DOI: 10.25210/jfop-2002-002009
Belov, A.A., Bogolyubov, A.N., Dombrovskaya, Zh.O., Zhbannikov, S.O. Superfast method for one-dimensional photonic problems computation // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 2(36). P. 2–9. DOI: 10.25210/jfop-2002-002009

Аннотация: Предложен новый экономичный численный метод для расчета распространения электромагнитных волн через одномерный фотонный кристалл. Закон частотной дисперсии материалов структуры может быть произвольным. Приведены примеры тестовых и прикладных расчетов.
Abstract: New efficient numerical method for calculating electromagnetic wave propagation through one-dimensional photonic crystal is proposed. Material dispersion can be arbitrarily specified. Examples of test and applied computations are given.
Ключевые слова: преобразование Фурье, фотонный кристалл, matrix method, Fourier transform, преобразование Фурье

Литература / References
  1. Engheta, N., Ziolkowski, R.W. Metamaterials: Physics and Engineering Explorations / Wiley-IEEE Press, 2006.
  2. Домбровская Ж. О., Мухартова Ю. В., Боголюбов А. Н., Боголюбов Н. А. Математическое моделирование электродинамических систем на основе метаматериалов // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 3. С. 7-18.
  3. Yee, K.S. Numerical Solution of Initial Boundary Value Problems Involving Maxwell ‘s Equations in Isotropic Media // IEEE Transactions of Antennas and Propagations. 1966. Vol. 14. No. 3. P. 302-307
  4. Taflove, A., Johnson, S.G., and Oskooi, A. Advances in FDTD Computational Electromagnetics: Photonics and Nanotechnology / Artech House, London, UK, Norwood, Massachusetts, USa 2013
  5. Dombrovskaya, Zh. O., Belov, A. A. Difficulties Faced by Yee’s Scheme in Photonics Problems // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1461. P. 012032.
  6. Berreman, D. W. Optics in Stratified and Anisotropic Media: 4⤫4-Matrix Formulation // Journal of the Optical Society of America. 1972. Vol. 62. No. 4. P. 502.
  7. Белов А. А., Домбровская Ж. О. Бикомпактная разностная схема для уравнений Максвелла в слоистых средах // Доклады российской академии наук. 2020. Т. 492. № 1. С. 15-19. DOI: 10.31857/S2686954320020034
  8. Trefethen, L.N., Weideman, J.A.C. The Exponentially Convergent Trapezoidal Rule // SIAM Review. 2014. Vol. 56. No. 3. P. 385-458
  9. Калиткин Н. Н., Колганов С. А. Квадратурные формулы с экспоненциальной сходимостью и функции Ферми-Дирака // Доклады российской академии наук. 2017. Т. 473. № 4. C. 401-403.
  10. Калиткин Н. Н., Белов А. А. Аналог метода Ричардсона для логарифмически сходящегося счета на установление // Доклады Академии наук. 2013. Т. 452. № 3. C. 261-265
  11. Белов А. А., Калиткин Н. Н. Экономичные методы численного интегрирования задачи Коши для жестких систем ОДУ // Дифференциальные уравнения. 2019. Т. 55. № 7. C. 907-918.
  12. Popkova, A. A., Chezhegov, A. A., Soboleva, I. V. et al. Difficulties Faced by Yee’s Scheme in Photonics Problems // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1461. P. 012134.

Помехоустойчивость оптимального посимвольного приема сигналов в недвоичных полях Галуа / The noise-immunity of optimal symbol-by-symbol decoding algorithm in non-binary Galua fields

Назаров Л.Е. / Nazarov, L.E.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS, Fryazino Branch
Выпуск в базе РИНЦ
Назаров Л.Е. Помехоустойчивость оптимального посимвольного приема сигналов в недвоичных полях Галуа // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 2(36). С. 10–15. DOI: 10.25210/jfop-2002-010015
Nazarov, L.E. The noise-immunity of optimal symbol-by-symbol decoding algorithm in non-binary Galua fields // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 2(36). P. 10–15. DOI: 10.25210/jfop-2002-010015

Аннотация: Приведено описание алгоритма оптимального посимвольного приема сигнальных конструкций на основе блоковых помехоустойчивых кодов в недвоичных полях Галуа GF(2m). Показано, что основу разработанного алгоритма посимвольного приема составляет спектральное преобразование в базисе Уолша-Адамара. Результирующая сложность разработанного алгоритма посимвольного приема определяется размерностью дуального кода, что обусловливает перспективность его применения для блоковых помехоустойчивых кодов с низкой избыточностью. Произведено исследование вероятностных характеристик рассматриваемого алгоритма посимвольного приема путем его моделирования для сигнальных конструкций на основе ортогональных сигналов и 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 signals and on error-correcting codes in non-binary Galua fields GF(2m). The base of the developed symbol-by-symbol decoding algorithm is Fast Hadamard Transformation with dimension of Galua fields m. The complexity of decoding algorithm is determined by dimension of dual codes in non-binary fields. The computer simulations for developed symbol-by-symbol decoding for investigated signal constructions and for Additive White Gaussian Noise are performed.
Ключевые слова: поля Галуа, сигналы, посимвольный прием, помехоустойчивые коды, noise-immunity, non-binary Galua fields, 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. 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. P. 248. ISBN: 978-1-107-17568-6
  3. 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.
  4. 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. No. 11. P. 2210-2213. DOI: 10.1109/LCOMM.2018.2870180
  5. 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. No. 7. P. 5170-5178. DOI: 10.1109/LCOMM.2016.2623783
  6. Kaipa, K. An Improvement of the Asymptotic Elias Bound for Non-Binary Codes // IEEE Communications Letters. 2018. Vol. 22. No. 11. P. 2210-2213. DOI: 10.1109/TIT.2018.2806968
  7. Назаров Л. Е., Шишкин П. В. Алгоритмы посимвольного приема сигналов на основе кодов с проверкой в поле GF(2m) // Журнал радиоэлектроники. 2018. № 12. Режим доступа http://jre.cplire.ru/jre/dec18/10/text.pdf.
  8. Смольянинов В. М., Назаров Л. Е. Оптимальный посимвольный прием сигналов, основанных на линейных кодах в полях // Радиотехника и электроника. 1999. Т. 44. № 7. С. 838-841.
  9. 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
  10. 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. No. 19. Р. 1614-1616. DOI: 10.1049/el:19971092
  11. Дунин-Барковский И.В., Смирнов Н.В. Теория вероятностей и математическая статистика в технике. М.: Гостехтеориздат, 1955. 556 с.

Начально-краевая задача экранирования импульсных электромагнитных полей экранами из пермаллоя для численного моделирования / Initial boundary-value problem of screening pulsed electromagnetic fields by permalloy shields for numericall modeling

Ерофеенко В.Т. / Erofeenko, V.T.
Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт прикладных проблем математики и информатики» / Research Institute of applied problems of Mathematics and informatics
Урбанович А.И. / Urbanovich, A.I.
Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт прикладных проблем математики и информатики» / Research Institute of applied problems of Mathematics and informatics
Выпуск в базе РИНЦ
Ерофеенко В.Т., Урбанович А.И. Начально-краевая задача экранирования импульсных электромагнитных полей экранами из пермаллоя для численного моделирования // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 2(36). С. 16–27. DOI: 10.25210/jfop-2002-016027
Erofeenko, V.T., Urbanovich, A.I. Initial boundary-value problem of screening pulsed electromagnetic fields by permalloy shields for numericall modeling // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 2(36). P. 16–27. DOI: 10.25210/jfop-2002-016027

Аннотация: Разработана математическая модель, которая описывает проникновение импульсных электромагнитных полей через плоский экран, выполненный их пермаллоя. Сформулирована трёхобластная краевая задача экранирования для областей: перед экраном, за экраном и в слое экрана. Для моделирования электромагнитного поля и поля намагниченности в пермаллое используются уравнения Максвелла с нелинейным нестационарным уравнением для поля намагниченности. На плоскостях раздела сред пермаллой-вакуум при постановке задачи учитываются классические граничные условия непрерывности тангенциальных составляющих полей. Поле намагниченности на плоскостях экрана полагается равным нулю. Трёхобластная нелинейная задача преобразована в однообластную краевую задачу для экрана. Граничные условия сопряжения на плоскостях экрана преобразованы в односторонние граничные условия. С помощью нормирований введены физически безразмерные величины и функции, характеризующие экран и электромагнитные поля. Для численной реализации однообластная краевая задача преобразована в физически безразмерную начально-краевую нелинейную задачу с соответствующими граничными и начальными условиями. Приведена формула коэффициента эффективности экранирования для импульсных полей.
Abstract: A mathematical model has been developed to describe the penetration of pulsed electromagnetic fields through half at permalloy shield. The boundary value problem of screening has been formulated for three domains: in front of the shield, behind the shield, and within a layer of the shield. To simulate an electromagnetic field and a magnetization field in permalloy, Maxwell equations have been used together with a nonlinear stationary equation for the magnetization field. At the interface of the two media permalloy-vacuum, the classical boundary conditions for continuity of the tangential field components have been considered. A field of magnetization at the shield planes is zero. The three domain on linear problem is transformed to the single-domain boundary-value problem for the shield. The boundary conditions for interface in gat the shield planes have been transformed to the one-sided boundary conditions. By normalizations, the physically dimension less quantities and functions have been introduced to characterize the shield and the electromagnetic fields. For numerical realization, the single-domain boundary-value problem has been transformed to the physically dimensionless initial boundary-value problem with the corresponding boundary and initial conditions. The formula for the screening efficiency of pulsed fields has been given.
Ключевые слова: пермаллой, импульсные электромагнитные поля, нелинейная начально-краевая задача, экранирование, математические модели, эффективность экранирования, flat shield, permalloy, pulsed electromagnetic fields, nonlinear initial boundary-value problem, screening, mathematical models, пермаллой

Литература / References
  1. Иванов О. В. Распространение электромагнитных волн в анизотропных и бианизотропных слоистых структурах. Ульяновск: УлГТУ, 2010. 262 с. ISBN978-5-9795-0684-5
  2. Неганов В. А., Осипов О. В. Современное состояние электродинамики искусственных киральных сред (обзор) // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2005. Т. 8. № 1. С. 7-33.
  3. Парфимович И. Д., Комаров Ф. Ф., Мильчанин О. С., Ткачев А. Г., Щегольков А. В. Микроволновые характеристики композитного материала на основе эпоксидного полимера с добавлением графеновых и ферритных наноматериалов // Доклады Национальной Академии Наук Беларуси. 2018. Т. 63. № 1. С. 22-28. DOI: 10.29235/1561-8323-2019-63-1-22-28
  4. Ринкевич А. Б., Перов Д. В., Васьковский В. О., Лепаловский В. Н. Закономерности проникновения электромагнитных волн через металлические магнитные пленки // Журнал технической физики. 2009. Т. 79. № 9. С. 96-106.
  5. Ерофеенко В. Т. Математическая модель экранирования монохроматических электромагнитных полей плоскими экранами из пермаллоя // Информатика. 2019. Т. 16. № 2. С. 40-51.
  6. Ерофеенко В. Т., Козловская И. С. Аналитическое моделирование в электродинамике. М: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2014. 304 с.
  7. Кравченко В. Ф. Лекции по теории атомарных функций и некоторым их приложениям. Монография. М.: Радиотехника, 2003. 512 с. ISBN: 5-93108-019-8
  8. Ерофеенко В. Т., Громыко Г. Ф., Заяц Г. М. Экранирование побочных магнитных излучений кабеля пленочным цилиндрическим экраном с учетом нелинейных зависимостей // Журнал «Проблемы инфокоммуникаций», Минск: Белорусская государственная академия связи. 2019. № 1 (9). С. 62-70.
  9. Ерофеенко В. Т. Краевая задача дифракции пучков электромагнитных волн на плоском экране из биизотропных материалов // Известия НАН Беларуси. Сер. физ.-мат. наук. 2012. № 4. С. 72-79.
  10. Бондаренко В. Ф., Ерофеенко В. Т., Урбанович А. И. Моделирование экранирования электромагнитного излучения экранами с пространственной дисперсией, содержащими сфероидальные частицы // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 2(32). С. 91-101.
  11. Ерофеенко В. Т., Урбанович А. И. Моделирование прохождения гауссовых пучков электромагнитных волн через однослойный плоский экран из пермаллоя// Актуальные проблемы прочности: материалы международной научной конференции, Витебск, 25-29 мая 2020 года, под редакцией В.В. Рубаника. Молодечно: Типография «Победа», 2020. С. 151-153.
  12. Ерофеенко В. Т., Бондаренко В. Ф. Преобразование пучков электромагнитных волн при прохождении через экран из кирального метаматериала // Информатика. 2013. № 1. С. 5-17.
  13. Ерофеенко В. Т., Бондаренко В. Ф. Моделирование проникновения колеблющихся импульсных электромагнитных полей через экран, выполненный из сверхпроводящих материалов с временной дисперсией // Информатика. 2019. Т. 16. № 1. С. 46-58.