Category Archives:

(Русский)

Архив номеров

Система регистрации интерферограмм в двухзондовом (двухканальном) фурье-спектрометре / System for Recording Interferograms in a Two-Probe(Two-Channel) Fourier Spectrometer

Вагин В.А. / Vaguine, V.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Хорохорин А.И. / Khorokhorin, A.I.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Вагин В.А., Хорохорин А.И. Система регистрации интерферограмм в двухзондовом (двухканальном) фурье-спектрометре // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 1(35). С. 100–107. DOI: 10.25210/jfop-2001-100107
Vaguine, V.A., Khorokhorin, A.I. System for Recording Interferograms in a Two-Probe(Two-Channel) Fourier Spectrometer // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 1(35). P. 100–107. DOI: 10.25210/jfop-2001-100107


Аннотация: Описана оптическая схема двухзондового фурье-спектрометра, обеспечивающего одновременное измерение спектральных характеристик двух разных объектов. Рассмотрена структурная схема системы управления и регистрации интерферограмм. Приведены ее основные характеристики и параметры. Подчёркнуты уникальность и принципиальные особенности каждого из узлов системы. Особое внимание уделено комплексному подходу к решению задачи рафинирования сигнала интерферограммы из мультиплексного без применения стандартных буферов FIFO и LIFO.
Abstract: The optical scheme of a two-probe Fourier spectrometer providing simultaneous measurement of spectral characteristics of two different objects is described. The structural diagram of the control system and registration of interferograms is considered. Main characteristics and parameters of this system are given. The uniqueness and fundamental features of each of the nodes of the system are emphasized. Particular attention is paid to an integrated approach to solving the problem of refining an interferogram signal from a multiplex signal without the use of standard FIFO and LIFO buffers.
Ключевые слова: интерферограмма, оптоволоконный зонд, интерферометр, референтный канал, подвижный отражатель, система управления и сбора данных, FIFO, Fourier spectrometer, interferogram, fiber-optic probe, interferometer, reference channel, mobile reflector, control and data acquisition system, интерферограмма


Литература / References
  1. Все о ПИД-регуляторах. http://www.dynsoft.ru/PID.php
  2. Морозов А. Н., Светличный С. И. Основы фурье-спектрорадиометрии / М.: Наука, 2014.
  3. Балашов А. А., Нестерук Иг.Н., Нестерук Ир.Н. Линейный двигатель с постоянным магнитом // Патент РФ на изобретение RU2648682 Бюл. № 10 28.03.2018.
  4. Балашов А. А., Вагин В. А., Нестерук И. Н., Хасанов И. Ш., Хорохорин А. И. Новый линейный двигатель для ИК фурье-спектрометра // Труды научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им.А.С.Попова. Серия «Акустооптические и радиолокационные методыизмерений и обработки информации», Выпуск X. Материалы 10-й Международной научно-технической конференции. г. Суздаль. 1-4 октября 2017.
  5. Балашов А. А., Вагин В. А., Хорохорин А. И. Фурье-спектрометр // Патент РФ на полезную модель RU157021 U1 16.07.2015.
  6. Вагин В. А., Даниелян Г. Л. Многозондовая фурье-спектроскопия // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 96-103.
  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(29). С. 8-15. DOI: 10.25210/jfop-1803-008015
  8. Вагин В. А., Хорохорин А. И. Эквидистантность точек регистрации интерферограммы в фурье-спектрометре // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 3(33). С. 8-15. DOI: 10.25210/jfop-1903-097102
  9. Вагин В.А., Хорохорин А.И. Система регистрации интерферограмм в двухзондовом (двухканальном) фурье-спектрометре // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 11-15. DOI: 10.25210/jfop-1904-011015

К 80-летию Игоря Борисовича Федорова / To the 80th Anniversary of Igor Borisovich Fedorov

Выпуск в базе РИНЦ
К 80-летию Игоря Борисовича Федорова // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 1(35). С. 108–109. DOI: 10.25210/jfop-2001-108109
To the 80th Anniversary of Igor Borisovich Fedorov // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 1(35). P. 108–109. DOI: 10.25210/jfop-2001-108109


Аннотация:
Abstract:
Ключевые слова:


Литература / References

К 100-летию Якова Соломоновича Шифрина / To the 100th Anniversary of Yakov Solomonovich Shifrin

Максимова Н.Г. / Maksimova, N.G.
organizationR / organization
Выпуск в базе РИНЦ
Максимова Н.Г. К 100-летию Якова Соломоновича Шифрина // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 1(35). С. 3–11. DOI: 10.25210/jfop-2001-003011
Maksimova, N.G. To the 100th Anniversary of Yakov Solomonovich Shifrin // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 1(35). P. 3–11. DOI: 10.25210/jfop-2001-003011


Аннотация: Статья посвящена памяти выдающегося ученого и замечательного человека Я. С. Шифрина, 100-летие со дня рождения которого отмечается в 2020 г. Рассказано о его жизни и деятельности, о создании им нового направления в теории антенн – статистической теории антенн и о его фундаментальном вкладе в другие научные направления в области радиофизики и антенн, о его прекрасном учебнике и других книгах, по которым учились и учатся многие поколения антеннщиков. Отмечена не только колоссальная работа по подготовке кадров в вузах, в которых работал Яков Соломонович, но и его помощь соискателям ученых степеней из других вузов и организаций страны. Показано, что в самое трудное время после распада СССР Яков Соломонович стал организатором антенной науки в Украине, создав Национальную ассоциацию «Антенны» и став ее бессменным президентом, и впервые организовав в Украине проведение международных конференций по теории и технике антенн. В основе статьи – книга Я. С. Шифрина «Как мы жили», воспоминания автора, проработавшей под руководством Якова Соломоновича на протяжении 25 лет, и воспоминания его коллег и учеников.
Abstract: The article is devoted to a memory of an outstanding scientist and a wonderful person, Yakov Shifrin whose centenary is celebrated in 2020. It narrates about his life and activities, his foundation of a new scientific direction of statistical antenna theory, and his fundamental contribution to other scientific directions in the field of radio physics and antennas; about a fine text-book and other books by which many generations of antenna specialists have studied. The article describes not only a many-year huge training work in the universities, with which Yakov Shifrin worked, but also his help to candidates for scientific degrees from other universities and organizations in the country. It is shown that in the most difficult time after the Soviet Union collapsed, Yakov Shifrin became an organizer of the antenna science in Ukraine having founded the National Antenna Association and being its permanent president, and having organized, for the first time in Ukraine, international conferences on antenna theory and techniques. The article is based on Yakov Shifrin’s book “How we lived”, on recollections of the author who used to work during 25 years under leadership of Yakov Solomonovich, and on recollections of Shifrin’s colleagues and disciples.
Ключевые слова: антенны, статистическая теория антенн, дальнее тропосферное распространение, антенны с нелинейными элементами, бесфазовая диагностика фазированных антенных решеток, Яков Соломонович Шифрин, jubilee, antennas, statistical antenna theory, long-distance tropospheric propagation, antennas with nonlinear elements, phaseless diagnostics of phased array antennas, антенны


Литература / References
  1. Радциг Ю. Ю. Из Великого Новгорода // Прикладная радиоэлектроника. 2010. Т. 9. № 1. С. 158.
  2. Кашин В. А. Антеннщики «Алмаза» – Я. С. Шифрину // Прикладная радиоэлектроника. 2010. Т. 9. № 1. С. 136-137.
  3. Воспоминания сотрудников ПАО «Радиофизика» (к 100-летию Я. С. Шифрина) // Радиолокация и связь. 2019. № 28. С. 5.
  4. Лучанинов А. И. Я. С. Шифрин и теория антенн с нелинейными элементами // Прикладная радиоэлектроника. 2010. Т. 9. № 1. С. 145.

Атомарные функции h_a(t) в задачах фильтрации / Atomic functions ha(t) in filtering problems

Будунова К.А. / Budunova, K.A.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Кравченко В.Ф. / Kravchenko, V.F.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Будунова К.А., Кравченко В.Ф. Атомарные функции ha(t) в задачах фильтрации // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 1(35). С. 12–26. DOI: 10.25210/jfop-2001-012026
Budunova, K.A., Kravchenko, V.F. Atomic functions ha(t) in filtering problems // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 1(35). P. 12–26. DOI: 10.25210/jfop-2001-012026


Аннотация: Представлены методы построения фильтров с амплитудно-частотной характеристикой, аппроксимирующей атомарные функции. В разделе, посвященном цифровым фильтрам, приводится метод определения коэффициентов фильтра с конечной импульсной характеристикой, амплитудно-частотная характеристика которого аппроксимирует функцию . Рассмотрены также фильтры с амплитудно-частотными характеристиками на основе сумм сдвигов . Приведена вместе с доказательством теорема об оценке отклонений частотных характеристик атомарных фильтров с конечной импульсной характеристикой в полосах пропускания и подавления. Эффективность применения атомарных фильтров, обусловленная быстрым затуханием отклонения, наглядно подтверждается результатами численного эксперимента. Рассмотрены три различных метода аппроксимации квадратов атомарных функций рациональными дробями. Полученные дробно-рациональные приближения можно использовать с целью построения частотных характеристик аналоговых атомарных фильтров. Представлен пример применения атомарного фильтра в цифро-аналоговом преобразовании.
Abstract: Methods for constructing filters with a magnitude response approximating atomic functions are presented. The section on digital filters provides a method for determining the coefficients of a filter with a finite impulse response whose magnitude response approximates the function . Filters with magnitude response based on shift sums of are also considered. Together with the proof, we present a theorem on estimating deviations in the frequency characteristics of atomic filters with a finite pulse characteristic in the passband and stopband. The efficiency of using atomic filters, due to the rapid attenuation of the deviation, is clearly confirmed by the results of a numerical experiment. Three different methods of approximating the squares of atomic functions with rational fractions are considered. The obtained fractional-rational approximations can be used to construct the frequency characteristics of analog atomic filters. An example of using an atomic filter in digital-to-analog conversion is presented.
Ключевые слова: фильтры низких частот, дробно-рациональная аппроксимация, атомарные функции, sampling theorem, low-pass filters, fractional-rational approximation, фильтры низких частот


Литература / References
  1. Зелкин Е.Г., Кравченко В.Ф., Басараб М.А. Интерполяция сигналов с финитным спектром с помощью преобразований Фурье атомарных функций и ее применение в задачах синтеза антенн // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47. № 4. С. 461-468.
  2. Кравченко В.Ф., Сафин А.Р. Атомарные функции и N-мерная обобщенная теорема Уиттекера-Котельникова-Шеннона // Электромагнитные волны и электронные системы. 2008. Т. 13. №12. С. 31-44.
  3. Кравченко В.Ф., Юрин А.В. Новые конструкции одномерной и двумерной обобщенных теорем Кравченко-Котельникова на основе атомарной функции up(t) // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 58. № 9. С. 971-976.
  4. Кравченко В.Ф., Рвачев В.Л. Алгебра логики, атомарные функции и вейвлеты в физических приложениях. М.: Физматлит, 2006.
  5. Кравченко В.Ф., Чуриков Д.В. Цифровая обработка сигналов атомарными функциями и вейвлетами. Под ред. В.Ф. Кравченко. М.: Техносфера, 2018.
  6. Будунова К.А., Кравченко В.Ф., Пустовойт В.И. Оценка ошибки усечения ряда Кравченко-Котельникова // Радиотехника и электроника. 2018. Т. 63. № 9. С. 935-941.
  7. Гадзиковский В.И. Методы проектирования цифровых фильтров. М.: Горячая линия-Телеком, 2007.
  8. Кравченко В.Ф., Кравченко О.В. Конструктивные методы алгебры логики, атомарных функций, вейвлетов, фракталов в физике и технике. Под ред. В.Ф. Кравченко. М.: Техносфера, 2018.
  9. Кравченко В.Ф. Лекции по теории атомарных функций и некоторым их приложениям. М.: Радиотехника, 2003.
  10. Будунова К.А., Кравченко В.Ф., Пустовойт В.И. Цифровые частотно избирательные фильтры на основе спектров атомарных функций // Радиотехника и электроника. 2019. Т. 64. № 10. С. 984-990.
  11. Айфичер Э.С., Джервис Б.У. Цифровая обработка сигналов. М.: Издательский дом «Вильямс», 2008.
  12. Витязев В.В. Многоскоростная обработка сигналов. М.: Горячая линия-Телеком, 2018.
  13. Glover, I., Grant, P. Digital Communications (2nd ed.). Pearson Education Ltd, 2004.
  14. Будунова К.А. Аппроксимация финитных сплайнов и атомарных функций рациональными дробями. Труды РНТОРЭС им. А.С. Попова, серия Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 2019. Выпуск XII. С. 23-25.

Идентификация магнитостатических мод в пленках ЖИГпо распределению высокочастотного магнитного поля / Identification of Magnetostatic Modes in YIG Films by the Distribution of a High-Frequency Magnetic Field

Бабичев Р.К. / Babichev, R.K.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Синявский Г.П. / Sinyavsky, G.P.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Тахтамышьян В.В. / Takhtamyshyan, V.V.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Выпуск в базе РИНЦ
Бабичев Р.К., Синявский Г.П., Тахтамышьян В.В. Идентификация магнитостатических мод в пленках ЖИГпо распределению высокочастотного магнитного поля // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 3–10. DOI: 10.25210/jfop-1904-003010
Babichev, R.K., Sinyavsky, G.P., Takhtamyshyan, V.V. Identification of Magnetostatic Modes in YIG Films by the Distribution of a High-Frequency Magnetic Field // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 3–10. DOI: 10.25210/jfop-1904-003010


Аннотация: Представлена методика идентификации магнитостатических мод в прямоугольной пленке железо-иттриевого граната (ЖИГ). Рассмотрена экспериментальная структура, состоящая из пленки ЖИГ, расположенной на микрополосковой линии. Для анализа был использован пакет CST Microwave Studio, основой расчетов в котором является метод конечных элементов. Частотные зависимости вносимых потерь и обратных потерь были проанализированы и сравнены с экспериментальными. Идентификация мод была проведена с помощью визуализации распределений магнитного поля на резонансных частотах. Каждая мода описывается числами полуволн в соответствующих направлениях.
Abstract: The technique of identification of magnetostatic wave modes in a rectangular yttrium iron garnet (YIG) films is presented. The experimental structure consisted of a YIG film placed on a microstrip transmission line has been studied. To analyze this electrodynamic problem CST Microwave Studio based on finite element method was used. While simulating this structure, frequency dependencies of insertion loss and return loss have been analyzed and compared to the ones obtained experimentally. Modes identification was performed by visualizing magnetic fields distributions at the resonant frequencies. Every mode was described by the numbers of half-wavelengths along corresponding direction.
Ключевые слова: магнитостатические моды, микрополосковая линия, yttrium iron garnet, magnetostatic modes, магнитостатические моды


Литература / References
  1. Натхин И. И., Бабичев Р. К., Иванов В. Н., Тутченко А. А. Исследование перестраиваемого полосно-заграждающего фильтра на магнитостатических волнах // Электронная техника. Серия 1. Электроника СВЧ. 1986. № 9. С. 13-16.
  2. Mar, D.J., Carroll, T.L., Pecora, L.M., Heagy, J.F., and Rachford, F.J. Dual driving of magnetostatic modes in yttrium-iron-garnet film experiments // J. Appl. Phys. 1996. Vol. 80. No. 3. P. 1878-1882. DOI: 10.1063/1.363001

Система регистрации интерферограмм в двухзондовом (двухканальном) фурье-спектрометре / System for Recording Interferograms in a Two-Probe(Two-Channel) Fourier Spectrometer

Вагин В.А. / Vaguine, V.A.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Хорохорин А.И. / Khorokhorin, A.I.
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Вагин В.А., Хорохорин А.И. Система регистрации интерферограмм в двухзондовом (двухканальном) фурье-спектрометре // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 11–15. DOI: 10.25210/jfop-1904-011015
Vaguine, V.A., Khorokhorin, A.I. System for Recording Interferograms in a Two-Probe(Two-Channel) Fourier Spectrometer // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 11–15. DOI: 10.25210/jfop-1904-011015


Аннотация: Описаны возможности и преимущества двухзондового фурье-спектрометра. Рассмотрена структурная схема системы регистрации интерферограмм. Рассмотрен приём одновременной регистрации интерферограмм по двум каналам в реальном времени и рафинирование результирующего массива. Описаны средства регистрации и квитирования с персональным компьютером. Приведены параметры и темп передачи данных. Описана подпрограмма регистрации с привязкой отсчётов к оптической разности хода интеферометра спектрометра.
Abstract: Features and benefits of a two-probe Fourier spectrometer are described. The block diagram of the system of registration of interferograms is considered. The method of simultaneous registration of interferograms in real time and refining the resulting array is considered also. Means of registration and acknowledgement with personal computers are described. The parameters and rate of data transmission are given. The registration subroutine with reference of samples to optical difference of path difference of the interferometer is described.
Ключевые слова: двухканальная система регистрации интерферограмм, референтный канал, инфракрасный КРТ приемник, аналого-цифровой преобразователь, two-probe Fourier spectrometer, two-channel interferogram registration system, the reference channel, infrared МСТ receiver, двухканальная система регистрации интерферограмм


Литература / References
  1. Вагин В. А., Гершун М. А., Жижин Г. Н., Тарасов К. И. Светосильные спектральные приборы / Под ред. К.И.Тарасова. М.: Наука., 1988.
  2. Вагин В. А., Даниелян Г. Л. Многозондовая фурье-спектроскопия // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 96-103.
  3. Вагин В. А., Хорохорин А. И. Система управления, регистрации и обработки спектральной информации многозондового ИК фурье-спектрометра // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 3(29). С. 8-15. DOI: 10.25210/jfop-1803-008015
  4. Вагин В. А., Хорохорин А. И. Эквидистантность точек регистрации интерферограммы в фурье-спектрометре // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 3(33). С. 8-15. DOI: 10.25210/jfop-1903-097102

Достижение углового сверхразрешения на основе априори известной информации / Achievement of Angular Superresolution Based on the Priority of Known Information

Лаговский Б. А. / Lagovsky, B.A.
Российский технологический университет (МИРЭА) / Russian Technological University (MIREA)
Самохин А. Б. / Samokhin, A.B.
Российский технологический университет (МИРЭА) / Russian Technological University (MIREA)
Выпуск в базе РИНЦ
Лаговский Б. А., Самохин А. Б. Достижение углового сверхразрешения на основе априори известной информации // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 16–22. DOI: 10.25210/jfop-1904-016022
Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B. Achievement of Angular Superresolution Based on the Priority of Known Information // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 16–22. DOI: 10.25210/jfop-1904-016022


Аннотация: Обоснована эффективность использования априорной информации при решении обратных задач формирования радиоизображений со сверхразрешением на основе алгебраических методов. Представлены результаты численных экспериментов на математических моделях, показавшие устойчивость получаемых решений с угловым разрешением, превосходящим критерий Рэлея в 3-10 раз. На примерах продемонстрирована высокая помехоустойчивость получаемых приближённых решений, превышающая зарубежные аналоги.
Abstract: The efficiency of using a priori information in solving inverse problems of forming radio images with superresolution based on algebraic methods is substantiated. The results of numerical experiments on mathematical models are presented, which showed the stability of the obtained solutions with angular resolution exceeding the Rayleigh criterion by 3-10 times. The examples demonstrate the high noise immunity of the obtained approximate solutions, exceeding foreign analogues.
Ключевые слова: устойчивость обратной задачи, параметризация обратной задачи, регуляризующий фактор, регуляризация двумерной обратной задачи, angular superresolution, the stability of inverse problems, data mining, regularizing factor, устойчивость обратной задачи


Литература / References
  1. Bertero, M., Boccacci, P. Super-resolution in computational imaging // 2003. Micron, Vol. 34. P. 265-273. DOI: 10.1016/S0968-4328(03)00051-9
  2. Лаговский Б. А. Сверхразрешение на основе синтеза апертуры цифровыми антенными решетками // Антенны. 2013. № 6. С. 9-16.
  3. Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B., and Shestopalov, Y.V. Regression Methods of Obtaining Angular Superresolution // 2019 URSI Asia-Pacific Radio Science Conference (AP-RASC), New Delhi, India. Publisher: IEEE. Conference Paper. 2019.
  4. Лаговский Б. А., Самохин А. Б. Устойчивость алгебраических методов восстановления изображений источников с повышенным угловым разрешение // Электромагнитные волны и электронные системы. 2011. № 4. T.16. С. 6-12.
  5. Lagovsky, B.A., Samokhin, A.B. Superresolution in signal processing using a priori information // International Conference Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA). Verona, Italy, 2017. P. 779-783. DOI: 10.1109/ICEAA.2017.8065365
  6. Lagovsky, B., Samokhin, A., and Shestopalov, Y. Increasing Effective Angular Resolution Measuring Systems Based on Antenna Arrays // Proceedings of the 2016 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS), Espoo, Finland, 2016. P. 432-434. DOI: 10.1109/URSI-EMTS.2016.7571418
  7. Lagovsky, B.A. Superresolution in signal processing using smart antenna // Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS). 2017. P. 471-474.
  8. Lagovsky, B.A., Chikina, A.G. Superresolution in signal processing using a priori information // Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS). 2017. P. 944-947.
  9. Lagovsky, B. A., Samokhin, A. B., and Shestopalov, Y.V. Creating Two-Dimensional Images of Objects with High Angular Resolution // 2018 IEEE Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP). P. 114-115. DOI: 10.1109/CRMICO.2014.6959825

Особенности разработки программно-аппаратных комплексов для микрофокусной рентгеновской компьютерной томографии / Features of the Development of Software and Hardware Systems for MicroCT

Бессонов В. Б. / Bessonov, V.B.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Ларионов И. А. / Larionov, I.A.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Ободовский А. В. / Obodovsky, A.V.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Выпуск в базе РИНЦ
Бессонов В. Б., Ларионов И. А., Ободовский А. В. Особенности разработки программно-аппаратных комплексов для микрофокусной рентгеновской компьютерной томографии // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 23–33. DOI: 10.25210/jfop-1904-023033
Bessonov, V.B., Larionov, I.A., Obodovsky, A.V. Features of the Development of Software and Hardware Systems for MicroCT // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 23–33. DOI: 10.25210/jfop-1904-023033


Аннотация: Представлены особенности создания программно-аппаратных комплексов для микротомографии. Описаны ключевые требования к источникам рентгеновского излучения для микротомографии. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований факторов, влияющих на качество томографической реконструкции, в том числе: дрейф фокусного пятна по мишени анода рентгеновской трубки, нестабильность мощности дозы рентгеновского излучения, уровень шумов на проекционных данных, нестабильность геометрических параметров схемы съемки, наличие битых пикселей и пикселей с неравномерным коэффициентом усиления на приемнике рентгеновского излучения. Предложены методы компенсации указанных факторов.
Abstract: The features of creating software and hardware systems for microtomography are presented. The key requirements for X-ray sources for microtomography are described. The results of theoretical and experimental studies of factors affecting the quality of tomographic reconstruction are presented, including: drift of the focal spot on the anode target of X-ray tube, instability of the dose rate of X-ray radiation, noise level on the projection data, instability of the geometric parameters of the scheme of shooting, the presence of dead pixels and pixels with nonuniform gain on the receiver of X-ray radiation. Methods of compensating these factors are proposed.
Ключевые слова: микротомография, микротомограф, коррекция артефактов, дрейф фокусного пятна, микрофокусная рентгеновская трубка, томографическая реконструкция, tomography, microtomography, micro-tomograph, artifact correction, focal spot drift, microfocus X-ray tube, микротомография


Литература / References
  1. Loyer, J., Murphy, E., Ruppe, M., Moiseyev, V., Khartanovich, V., Zammit, J., Rottier, S., Potrakhov, N.,.Bessonov, V., and Obodovskiy, A. Co-morbidity with hypertrophic osteoarthropathy: A possible Iron Age Sarmatian case from the Volga steppe of Russia // International Journal of Paleopathology 2019. Vol. 24. P. 66-78. DOI: 10.1016/j.ijpp.2018.09.007
  2. Obodovskiy, A.V., Bessonov, V.B., and Larionov, I.A. Features of the practical application of microfocus x-ray tomograph in biomedical engineering // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2140. No. 020049. DOI: 10.1063/1.5121974
  3. Blinov, N.N., Vasilyev, A.Y., Bessonov, V.B., Gryaznov, A.Y., Zhamova, K.K., Potrakhov, E.N., and Potrakhov, N.N. Effect of X-Ray Tube Focal Spot Size on Radiovisiograph Resolution // Biomedical Engineering. 2014. Vol. 48. I. 2. P. 58-61
  4. Potrakhov, N.N., Podymskii, A.A., Bessonov, V.B., Obodovskii, A.V., Gryaznov, A.Y., Potrakhov, E.N., and Zhamova, K.K. 0.2BPM64-200 microfocus X-ray tube for projection radiography // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2017. Vol. 53. Iss. 3. P. 227-230. DOI: 10.1134/S106183091703007X
  5. Потрахов Н.Н., Бессонов В.Б., Ободовский В.В., Грязнов А.Ю., Клонов В.В., Мазуров А.И. Установки для рентгеновского контроля (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 10. С. 35-42. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-10-35-42
  6. Подымский А.А., Потрахов Н.Н. Микрофокусные рентгеновские трубки нового поколения // Контроль. Диагностика. 2017. № 4. С. 4-8. DOI: 10.14489/td.2017.04.pp.004-008.

Метод повышения резкости и контрастности деталей рентгеновских изображений / Method for Sharpening and Contrasting Details of X-Ray Images

Грязнов А. Ю. / Gryaznov, A.Yu.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Гук К. К. / Guk, K.K.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Староверов Н. Е. / Staroverov, N.E.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Холопова Е. Д. / Kholopova, E.D.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Выпуск в базе РИНЦ
Грязнов А. Ю., Гук К. К., Староверов Н. Е., Холопова Е. Д. Метод повышения резкости и контрастности деталей рентгеновских изображений // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 34–37. DOI: 10.25210/jfop-1904-034037
Gryaznov, A.Yu., Guk, K.K., Staroverov, N.E., Kholopova, E.D. Method for Sharpening and Contrasting Details of X-Ray Images // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 34–37. DOI: 10.25210/jfop-1904-034037


Аннотация: Рассмотрен алгоритм повышения резкости и контрастности деталей рентгеновских изображений, основанный на математической морфологии и высокочастотной фильтрации изображения. Показано, что применение алгоритма позволяет значительно повысить резкость и контрастность деталей рентгеновских изображений, при этом практически не увеличивая шум на изображении. Проведено исследование разработанного алгоритма на выборке из 100 рентгеновских изображений. В 84% случаев при помощи алгоритма удалось увеличить резкость деталей изображения.
Abstract: The article considers an algorithm for sharpening and contrasting parts of X-ray images, based on mathematical morphology and high-frequency image filtering. It is shown that the application of the algorithm can significantly increase the sharpness and contrast of the details of X-ray images, while practically not increasing the noise in the image. A study of the developed algorithm on a sample of 100 X-ray images was carried out. In 84% of cases, using the algorithm, it was possible to increase the sharpness of image details.
Ключевые слова: математическая морфология высокочастотная фильтрация, microfocus X-ray, математическая морфология высокочастотная фильтрация


Литература / References
  1. Потрахов Н. Н. Метод и особенности формирования теневого рентгеновского изображения микрофокусными источниками излучения // Вестник новых медицинских технологий. 2007. № 3. С. 167-169.
  2. Staroverov N. E., Kholopova E. D., Gryaznov A. Yu., and Zhamova K. K. Development of digital processing method of microfocus X-ray images // Journal of Physics: Conference Series. 2017. Vol. 808. No. P 1-4. DOI: 10.1088/1742-6596/808/1/012001
  3. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений / М.: Техносфера, 2006. 1104 с. ISBN978-5-94836-331-8
  4. Sobel, I., Feldman, G. A 3×3 Isotropic Gradient Operator for Image Processing. Pattern Classification and Scene Analysis. 1973. P. 271-272.
  5. Vincent, L. Morphological grayscale reconstructions in image analysis: applications and efficient algorithms // IEEE Trans. of Image processing. 1993. Vol. 2. P. 176-201.

Источник импульсного рентгеновского излучения и способ беспроводной передачи данных на его основе / High Frequency x-Ray Pulsed Source and the Method for Wireless Data Transmission

Гребенщиков В. В. / Grebenshchikov, V.V.
ООО «Индиком» / INDIKOM LLC
Дмитриев А. С. / Dmitriev, A.S.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Нечаев А. И. / Nechaev, A.I.
ОАО «НИИЭС» / NIIES JSC
Потрахов Н. Н. / Potrakhov, N.N.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg
Тимофеев Г. А. / Timofeev, G.A.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина); ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» / State Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg; ELTECH-Med JSC
Выпуск в базе РИНЦ
Гребенщиков В. В., Дмитриев А. С., Нечаев А. И., Потрахов Н. Н., Тимофеев Г. А. Источник импульсного рентгеновского излучения и способ беспроводной передачи данных на его основе // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4(34). С. 38–47. DOI: 10.25210/jfop-1904-038047
Grebenshchikov, V.V., Dmitriev, A.S., Nechaev, A.I., Potrakhov, N.N., Timofeev, G.A. High Frequency x-Ray Pulsed Source and the Method for Wireless Data Transmission // Physical Bases of Instrumentation. 2019. Vol. 8. No. 4(34). P. 38–47. DOI: 10.25210/jfop-1904-038047


Аннотация: Известно, что беспроводная передача данных в настоящее время осуществляется преимущественно в радио и СВЧ диапазонах электромагнитного излучения. Также достаточно успешно используются лазерные системы связи, позволяющие, в том числе в условиях Космоса, выйти на новые скорости и объемы передачи данных. В последнее время возобновлены работы по освоению еще более высокочастотного, рентгеновского, диапазона для передачи информации. Данная статья посвящена теоретическому и практическому исследованию системы передачи данных в рентгеновском диапазоне на основе отечественной рентгеновской трубки с фотокатодом, а также поиску способов улучшения ее характеристик.
Abstract: It is known that wireless data transmission is currently carried out mainly in the radio and microwave ranges of electromagnetic radiation. Also, laser communication systems successfully using in our time, allowing in space conditions to reach new speeds and volumes of data transfer. Recently, work has been resumed the development of X-ray systems, working at higher frequency range for transmitting information. This article is devoted to theoretical and practical study of the data transmission system in the X-ray range based on the X-ray tube with a photocathode, as well as the search for ways to improve its characteristics.
Ключевые слова: система передачи информации, импульсное рентгеновское излучение, X-ray tube with photocathode, pulse X-ray source, система передачи информации


Литература / References
  1. Алымов О. В., Левко Г. В., Лукьянов В. Н. и др. Катодный узел электровакуумного прибора для работы при высоких напряжениях // Патент РФ на изобретение № 2487433. Заявл. 29.12.2011, опубл. 10.07.2013.
  2. Keith, C. Gendreau, Next-Generation Communication Demonstrating the World`s First X-ray Communication System // NASA 2016 news, www.nasa.gov
  3. Связь в космосе: как это работает, URL: https://habr.com/company/yota/blog/350168/
  4. Космические радиолинии // Журнал «Вокруг света». Октябрь 2007 г. http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/5956/
  5. Picosecond fluorescence lifetime measurement system. URL: https://www.hamamatsu.com/resources/pdf/sys/SHSS0008E_C11200.pdfhttps://www.hamamatsu.com/resources/pdf/sys/SHSS0008E_C11200.pdf
  6. 155 MHz laser switch, URL: https://www.ichaus.de/upload/pdf/HK_datasheet_F2en.pdf
  7. Зарипова Л. Д. Защита от ионизирующего излучения // Методическое пособие. 2008. Казань: Изд-во Казанск. гос. ун-та. 48 с.
  8. Бегидов А. А., Фурсей Г. Н., Поляков М. А. Внешняя фокусировка наносекундного импульсного рентгеновского излучения // Письма в ЖТФ. 2016. Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. Т. 42.
  9. Герчиков Ф. Л. Управляемое импульсное рентгеновское излучение в приборостроении / М.: Энергоатомиздат. 1987. 88 с.
  10. The european x-ray Free-electron laser facility, URL: https://www.xfel.eu/sites/sites_custom/site_xfel/content/e35178/e56171/e56378/xfel_file56382/Council-Paper_Broschuere_XFEL_14412_lowres_eng.pdf
  11. Song Shi-Bin, Xu Lu-Ping, Zhang Hua and Gao Na. X-ray communication based simultaneous communication and ranging // Chinese Physical Society and IOP Publishing Ltd. 2015. Vol. 24. No. 9.
  12. Гребенщиков В. В., Лобанов М. В., Егоров А. Г., и др. Экспериментальная оценка прохождения рентгеновского сигнала в условиях осадков и других условий распространения // VI Всероссийская научно-практическая конференция производителей рентгеновской техники. Программа и материалы конференции. 2019. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ».