№ 6 (2020)

Рассматривается инфраструктура беспроводной мобильной связи с использованием Advanced-WiMAX. Проведен сравнительный анализ пропускной способности мобильных систем для 3D SISO на основе 3D MIMO-модели канала для крупного массива городской застройки. В настоящее время существует заинтересованность в исследовании MIMO и SISO обработки данных при проектировании мобильных систем для работы в трехмерной модели с учетом азимута, так как оценка плоскости высоты для производительности MIMO и SISO систем в 3D-модели канала не требуется. Моделирование битового уровня выполняется для канала в WiMAX, работающего на частоте 2,5 ГГц. Результаты указы-вают на точность модели 3D-канала, также показана оценка производительности сис-темы 3D-канала. Прогнозируемая высокая пропускная способность для 3D-канала получена при небольших изменениях в параметрах SISO-обработки и низким параметрам простран-ственной корреляции для случая MIMO. Были проанализировано поведение системы при различных скоростях передвижения мобильных пользователей, эффект сдвига Доплера, несколько путей распространения и затухание сигнала на расстоянии и с увеличением частоты. Измеряется время проведения моделирования при многосекционной модуляции для систем SISO и MIMO. Выявлено отрицательное влияние на помехозащищенность уве-личение количества пространственных потоков. Выявлено влияние на помехозащищен-ность увеличение количества антенн на передатчиках и приемниках.
Система «один вход  один выход» (Single Input Single Output  SISO); система «множественный вход  множественный выход» (Multiple Input  Multiple Output  MIMO); вероятность битовых ошибок (Bit Error Rate  BER); мультиплексирование с ортогональ-ным частотным разделением каналов (Orthogonal Frequency Division Multiplexing  OFDM); совместимость для микроволнового доступа (Worldwide Interoperability for Microwave Access  WiMAX); многопутность.

Рассмотрены физические принципы функционирования гидроакустического волно-
графа, являющегося средством для измерения гидроусловий на акватории летного бассей-
на. Устройство включает в себя каналы как измерения параметров морского волнения в
режиме волнографа методом «обращенного» эхолота, так и обработки доплеровской ин-
формации для поиска генерального направления распространения поверхностной ветровой
волны за счет наклонного эхозондирования взволнованной границы раздела со стороны дна
акватории. Отличительной особенностью волнографа использование донного приемоизлу-
чающего антенного устройства оригинальной конструкции, позволяющего осуществлять
одновременное функционирование обоих каналов, причем, на нескольких рабочих ультразву-
ковых сигналах за счет использования эффектов нелинейной акустики – самовоздействия и
самодемодуляции. Например, вследствие эффекта самовоздействия спектр зондирующего
сигнала с частотой f «обогащается» высшими гармоническими составляющими с часто-
тами 2 f ,3 f ,...nf , где n – номер гармоники, для которых ультразвуковые поля имеют
особенности – угловая ширина основного лепестка характеристики направленности в ре-
жиме излучения для каждой последующей гармоники меньше, а уровень бокового поля –
ниже. Устройство может обеспечивать регистрацию параметров морского волнения
(направление бега волн, высота и длина волны, период волнения) в течение длительного
времени с высокой точностью, надежностью и стабильностью, что делает его перспек-
тивным для использования в составе эталонных систем.

Рассматриваются вопросы повышения помехозащищенности полуактивных радио-
локационных систем, основанных на использовании передатчиков подсвета целей с помо-
щью гармонического излучения и выносных доплеровских приемников совместно с цен-
тральным постом обработки информации. Данное решение является не только наиболее
простым с точки зрения аппаратурной реализации, но и имеет такие достоинства, как
высокое быстродействие и повышенная чувствительность, а также возможность беспо-
исковой пространственной и частотной обработки излучений. Из недостатков следует
отметить малую скрытность функционирования данной полуактивной радиолокационной
системы. Целью работы является устранение указанного недостатка за счет использова-
ния перестройки частоты в передатчике подсвета или при использовании в полуактивной
радиолокационной системе нескольких пространственно-разнесенных передатчиков под-
света, работающих по заданной частотно-временной схеме. Кроме того, в работе рас-
сматриваются вопросы оптимизации основных параметров выносных доплеровских при-
емников полуактивных радиолокационных систем. В частности, в работе даются реко-
мендации для уменьшения слепящего действия прямого сигнала на доплеровский приемник и
представлен комплекс мер, направленных на увеличение дальности действия полуактивных
радиолокационных систем до сорока километров. В данной работе рассматривается слу-
чай работы полуактивной радиолокационной системы, функционирующей в ограниченномпространственном секторе с использованием одного вынесенного пункта приема. Передатчик подсвета, размещаемый, как правило, на высотном объекте, формирует направ-
ленное излучение, предназначенное, прежде всего для решения различных задач в области
телекоммуникаций, например, обеспечение мобильной связи, ретрансляции спутниковой
информации и т.п. В данной системе передатчик подсвета используется в качестве фор-
мирователя сигнала подсвета воздушных целей.

Проблема формирования радиолокационного изображения (РЛИ) земной поверхности
в реальном времени остается одной из актуальных при решении задач радиовидения, не-
смотря на появление большого количества публикаций в этой области, отражающих це-
лый спектр новых методов и алгоритмов обработки траекторного сигнала с целью повы-
шения качества изображений. Основная цель при формировании РЛИ – достижение мак-
симальной разрешающей способности и качества изображения в условиях реальных огра-
ничений, связанных с уходом параметров принимаемого траекторного сигнала (время син-
тезирования), неточностью измерения и изменчивостью летных характеристик (ско-
рость, ускорение, траектория полета), воздействием широкого спектра шумов и помех,
как внешних, так и внутренних, на фоне маломощного принимаемого сигнала от удаленных
радиоотражателей (энергетические ресурсы). В статье исследован алгоритм построения
и восстановления изображений подстилающей поверхности и разработана его программ-
ная реализация. Показана эффективность нового подхода на нескольких примерах для раз-
личных областей подстилающей поверхности со слепой зоной. Предметом исследования
являются методы и алгоритмы построения карты местности и реконструкции потерян-
ных участков изображений. Объектом исследования является набор из тестовых изобра-
жений. Результатом исследования является разработка метода восстановления изобра-
жений с целью восстановления потерянной области. Новизной работы является алго-
ритм, позволяющий повысить качество восстановления изображений на основе нейронной
сети. Полученные результаты позволяют восстановить области. Оценка эффективности
метода восстановления изображений проводилась с помощью статистического критерия
 среднеквадратического отклонения результата обработки от истинного изображения.
В результате решения поставленных задач можно сделать выводы:  Разработан метод
построения и восстановления изображений подстилающей поверхности на основе поиска
похожих блоков с последующим их объединении нейронной сетью.  Анализ результатов
проведённого исследования показал, что предложенный метод позволяет улучшить каче-
ство реконструкции изображений.

Рассмотрены вопросы разработки технологий комплексной высокоточной навигации
беспилотных гидросамолетов (БГС) для обеспечения как местоопределения, так и провод-
ки в надводном положении в условиях ограниченной атмосферной видимости (низкая об-
лачность, маскирующее действие гидрометеоров, ночное время и т.д.) на акватории гид-
роаэродрома с помощью гидроакустического канала дистанционного управления, функцио-
нирующего за счет использования донной сетевой структуры из оригинальных приемоизлу-
чающих антенных устройств (ПАУ) Каждое отдельное ПАУ предложено использовать в
качестве «всенаправленного» в верхней полусфере гидроакустического донного маяка, со-
стоящего из m электроакустических преобразователей (ЭАП), каждый из которых функ-
ционирует в режиме излучающей параметрической антенны. Статически сформирован-
ные «парциальные» лепестки результирующей ХН ПАУ равномерно квантованы по m те-
лесным секторам в полусфере, причем, за счет использования эффектов нелинейной аку-
стики возможна индивидуальная «частотная окраска» каждого из m телесных секторов.
В результате на границе раздела «вода – воздух» заданного участка акватории можно
сформировать индивидуальное распределение «частотно-окрашенных пятен» локального
ультразвукового облучения, причем, как сплошное, так и дискретное, последнее и можно
рассматривать как отдельные точки необходимой траектории движения БГС, радио-
электронное оборудование которого отслеживает расположенный впереди по курсу «аку-
стически обозначенный» участок необходимого направления проводки.

В современном мире одним из ключевых каналов коммуникации является Интернет.
Через электронные площадки осуществляется торговля, продвижение услуг. Социальные
сети и мессенджеры становятся важнейшим каналом общения и мощным инструментом
воздействия на общественное мнение. Весомую долю во всем публикуемом контенте зани-
мают тексты, написанные на естественном языке. Поэтому проблемы обработки и по-
нимания естественных языков (ЕЯ) на сегодняшний день являются одними из ключевых.
Под влиянием коммерческих интересов активно развивается область автоматического
анализа тональности на основе аспектов. Данная задача существенно зависит от кон-
кретных предметных областей, и поэтому вопрос быстрой и эффективной адаптации
существующих моделей к новым доменам стоит весьма остро. В работе предлагается
гибридный метод аспектно-ориентированного анализа тональности текстов, основанный
на данных, извлеченных как из общеупотребительных словарей, так и из домен-
ориентированных текстов. Предложен метод построения конденсированного семантиче-
ского графа на основе неструктурированных домен-зависимых текстов. Введены числен-
ные метрики, позволяющие оценивать значимость отдельных терминов в пределе всего
домена. Предложен алгоритм категоризации текстов, основанный на выделении семанти-
ческих кластеров в пределах конденсированного домен-специфического графа. Предложен
метод оценки тональности домен-ориентированных текстов, основанный на статисти-
ческих данных, включая совместное использования тонального словаря и сконденсирован-
ного домен-специализированного графа. Приведены результаты экспериментов, позволяю-
щие оценить качество работы алгоритмов.

Статья посвящена оценке влияния магнитных помех, при исследовании термофлук-
туационных процессов в режиме динамической токовой нагрузки силовой кабельной линии
(СКЛ). На основе таких методов искусственного интеллекта, как нейронные сети и не-
четкая логика исследовалась термическая стойкость изоляционных материалов СКЛ оп-
ределяющих пропускную способность кабельной линии электроэнергетических систем.
Сравнительный обзор существующих на данный момент традиционных неразрушающих
методов прогнозирования термических процессов в СКЛ показал, что большинство мето-
дов обладают низкой точностью прогноза, а также обладают высокой степенью сложно-
сти и большим количеством необходимых вычислительных операций для получения необхо-
димых данных прогноза термических процессов в СКЛ. Также большинство методов про-
гноза не способны работать в режиме реального времени, что является крайне сущест-
венным недостатком. Для решения данной проблемы необходимо прибегнуть к системам
прогнозирования, которые строятся на базе искусственного интеллекта с применением
методов машинного обучения. Наиболее перспективным на сегодня представляется метод
искусственных нейронных сетей (ИНС). Показана необходимость разработки более со-
вершенной методики анализа старения изоляционных материалов СКЛ. Обоснована акту-
альность задачи создания нейросетей (НС) для оценки пропускной способности, расчёта и
прогнозирования температуры жил СКЛ в режиме реального времени на основе данных
системы температурного мониторинга, с учетом изменения токовой нагрузки линии и
внешних условий теплоотвода. Разработана нейросеть для определения температурного
режима токоведущей жилы силового кабеля. Проведен сравнительный анализ эксперимен-
тальных и расчетных характеристик распределений температуры, при этом исследова-
лись различные нагрузочные режимы работы и функции изменения тока кабеля. Разрабо-
тана нейросетевая модель в Matlab Simulink для прогнозирования температуры жилы ка-
беля. Создание, обучение и моделирование нейронной сети осуществлялось с помощью
Neural Network Toolbox. Модель может быть использована в устройствах и системах не-
прерывного диагностирования силовых кабелей по температурным режимам.

Предложен подход к анализу устойчивости в смысле Ляпунова систем обыкн о-
венных дифференциальных уравнений. В основе подхода лежат критерии устойчив о-
сти в виде необходимых и достаточных условий, полученные на основе матричных
мультипликативных преобразований разностных схем численного интегрирования.
Матричная, мультипликативная форма критериев влечет возможность их цикличе-
ской программной реализации в виде цикла по числу сомножителей. Математически
обосновано, что необходимая в процессе программирования замена бесконечного
матричного произведения на конечное произведение, сохраняет достоверность анал и-
за устойчивости по предложенным критериям. Проведено исследование зависимости
достоверности компьютерного анализа устойчивости от погрешности разностного
решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений. С целью повышения
точности разностных приближений решения и линеаризации системы используется
метод варьируемого кусочно-полиномиального приближения решения. Метод дает
непрерывные и непрерывно-дифференцируемые приближения искомых решений на
всем промежутке интегрирования. Требуемые приближения получаются на осно ве
кусочно-полиномиальной аппроксимации интерполяционными полиномами Ньютона,
преобразованными к форме полинома с числовыми коэффициентами. Компьютерная
аппроксимация подынтегральных функций повышает точность вычисления интегр а-
ла. Тем самым повышается точность вычисления выражений в каждом сомножите-
ле матричных произведений, как следствие повышается достоверность анализа по
критериям устойчивости. Проведен программный и численный эксперимент по анал и-
зу устойчивости системы Лоренца при заданных начальных усл овиях и вариации па-
раметров. На основе численных данных, полученных в ходе эксперимента, однозначно
установлен характер устойчивости исследуемой системы. В целом предложенный
подход дает возможность выполнить анализ устойчивости произвольной системы
обыкновенных дифференциальных уравнений в режиме реального времени без обращ е-
ния к методам качественной теории дифференциальных уравнений и системам ко м-
пьютерной математики.

Предложена модифицированная распределенная архитектура обработки данных на
основе модели клиент-сервер, как один из вариантов реализации программного приложения
геоинформационной системы. Проведенный обзор существующих геоинформационных
систем и их классификация с точки зрения архитектуры продемонстрировали перспек-
тивность применения распределенной архитектуры. Однако, системы, разработанные на
основе традиционной распределенной архитектуры, сталкиваются с проблемами ото-
бражения обработанных трехмерных данных в реальном времени на вычислительных уст-
ройствах с низкой производительностью. В связи с этим целью данной работы является
разработка и исследование модифицированной архитектуры геоинформационных систем,
позволяющей снизить требования к вычислительным устройствам клиентов. Актуаль-
ность темы исследования заключается в том, что в настоящее время существуют уст-
ройства способные поддержать работу только тонких клиентов, которые зачастую
имеют малый функционал и не способны решать тяжелые вычислительные задачи. В
статье рассмотрены особенности структурной и программной реализации геоинформационной системы на основе традиционной архитектуры и предложенной модифицирован-
ной распределенной архитектуры. Приведены результаты экспериментов проведенных на
двух разработанных программных приложениях, имеющих различную архитектуру. Про-
граммная реализация модифицированной архитектуры и результаты экспериментов, по-
казали целесообразность ее применения для геоинформационных систем на пользователь-
ских вычислительных устройствах с невысокой производительностью. Предложенная ар-
хитектура может быть использована и в других распределенных системах. Особенно в
таких, где стоят задачи отображения трехмерной информации на тонких клиентах

Эффективная защита информации в информационной системе подразумевает регу-
лярное проведение диагностики и мониторинга сети, компьютеров и приложений на пред-
мет обнаружения возможных проблем в системе безопасности. Для сканирования безо-
пасности существуют сканеры уязвимостей, сертифицированные Федеральной службойпо техническому и экспортному контролю. В результате сканирования могут быть выяв-
лены уязвимости информационной системы, устранение которых предполагает незамед-
лительное реагирование, так как злоумышленники могут воспользоваться уязвимостью
информационной системы и совершить атаку. Однако подбор мер защиты является тру-
доемким процессом и требует достаточно большого количества времени, из-за чего возни-
кает проблема автоматизации выбора мер защиты информации. Разработка алгоритма
автоматического подбора мер защиты информации является одной из задач при автома-
тизации процесса работы специалиста по защите информации. Основные задачи при раз-
работке алгоритма: выбор основополагающей характеристики уязвимости, генерирование
оптимального списка мер защиты с учетом класса защищенности информационной сис-
темы, сопоставление мер защиты с выбранной характеристикой. После анализа инфор-
мации об уязвимостях основным показателем выбран вектор уязвимости, включающий
основные метрики, оценка которых позволяет сделать выбор мер защиты. Каждой мет-
рике путем экспертной оценки сопоставлен набор мер защиты информации. При работе
алгоритма сотрудник в качестве входных параметров задает вектор уязвимости и класс
защищенности информационной системы и в результате получает список необходимых
мер защиты. Таким образом, алгоритм автоматического подбора предполагает сопостав-
ление метрик уязвимости с мерами защиты информации, что позволяет сотруднику опе-
ративно подбирать меры на основе выявленных уязвимостей.

Анализ сетевого трафика позволяет решить множество задач, таких как: определе-
ние закономерности передачи данных по сети, сбор статистики об использовании веб–
приложений, мониторинг и дальнейшее исследование сетевой нагрузки, определение потен-
циальных вредоносных программных средств и сетевых атак и т.д. На данный момент до
40% Интернет–траффика принадлежит неизвестным приложениям. Это говорит о том,
что для области анализа сетевого трафика задача классификации приложений приобрела
особую важность. Совершенствование программного обеспечения в области сетевых тех-
нологий способствовало обнаружению серьёзных уязвимостей в реализации некоторых
сетевых протоколов, а именно: TCP и HTTP. С помощью анализаторов сетевого трафика
злоумышленник получал доступ к содержимому пакетов данных, передающихся по сети.
Однако с повышением квалификации информационного сообщества в области компьютер-
ной безопасности, а также с развитием стандартов сетевых технологий, анализ сетевого
трафика заметно усложнился. Возросшее применение математических методов защиты
информации, таких как симметричные и ассиметричные криптографические протоколы,
привела к тому, что большинство подходов к анализу сетевого трафика потеряли значение и
перестали применяться. Поэтому актуален поиск новых решений задачи классификации
сетевого трафика с учетом возможности его шифрования. Статья посвящена описанию
нового смешанного подхода к анализу сетевого трафика, основанного на совокупном ис-
пользовании теории информации и алгоритмов машинного обучения. Также приводится
сравнительный анализ предложенного метода с уже существующими подходами, основан-
ными как на теории информации, так и на машинном обучении. Целью исследований явля-
ется разработка алгоритма, основанного на интеллектуальном подходе к анализу сетево-
го трафика. Предлагаемый алгоритм базируется на вычислении энтропии и применении
нейросетевых классификаторов. Задачи исследований включают: проведение теоретиче-
ского обоснования предложенного подхода в области теории информации, а также алго-
ритмов машинного обучения; проведение структурного описания реализованных алгоритмов
вычисления энтропии и классификации приложений, генерирующих зашифрованный траф-
фик; сравнительный анализ предложенного алгоритма с уже существующими подходами к
анализу зашифрованного сетевого трафика. Результатом исследований является новый
алгоритм, позволяющий с высокой степенью достоверности классифицировать различные
виды зашифрованного трафика.

Статья посвящена анализу результатов численного исследования характеристик
рассеяния печатного частотно-избирательного антенного обтекателя на основе электро-
динамического моделирования частотно-избирательных поверхностей с диэлектрическими
укрытиями. Электродинамические задачи решены методом интегральных уравнения (ИУ).
Алгебраизация ИУ задачи выполнена методом моментов. Получены численные результаты
электродинамического моделирования ЧИП с диэлектрическими укрытиями, которые мо-
гут быть использованы для выбора наиболее рационального варианта геометрии ЧИП при
разработке многофункциональных обтекателей в антенных системах СВЧ-диапазона.
На основе полученных численных данных рассматриваются возможности применения двух
вариантов плоских дифракционных решеток в качестве пространственных фильтров в
составе антенных обтекателей.

На всех этапах развития информационных технологий уделялось и уделяется в на-
стоящее время большое внимание вопросам моделирования функционирующих специализи-
рованных высокопроизводительных вычислительных систем, позволяющих обеспечивать
необходимые показатели по быстродействию в сочетании с минимизированными затра-
тами программных ресурсов и потребляемой энергии. Разработанная информационная
система, ориентированная на человеко-машинное взаимодействие, позволяет наглядно
увидеть сильные и слабые стороны разрабатываемого квантового вычислительного уст-
ройства, доказать преимущества его использования. Разрабатываемая моделирующая
информационная система является наглядным пособием для понимания основных методов
взаимодействия информационных процессов и информационных ресурсов. Ряд важнейших
задач не может быть решен с помощью классических вычислительных машин, в том чис-
ле, классических суперкомпьютеров, за разумное время. В последнее время наблюдается
стремительный рост интереса к квантовым компьютерам. Данная статья посвящена
решению задачи исследования и разработки схемы и методики симуляции аппаратного
ускорителя квантовых вычислений. Работа затрагивает задачи исследования и разработ-
ки методов функционирования квантовых схем и моделей квантовых вычислительных уст-
ройств. Актуальность данных исследований заключается в математическом и программ-
ном моделировании и реализации основополагающих компонентов моделей квантовых вы-
числений. Научная новизна данного направления выражается в оптимизации квантового
вычислительного процесса. Научная новизна данного направления в первую очередь выра-
жается в постоянном обновлении и дополнении поля квантовых исследований по ряду на-
правлений. Целью работы является реализация методики построения аппаратного уско-
рителя. Реализовано техническое обеспечение информационной квантовой системы и про-
цессов, в том числе новые программные средства передачи и представления информации.
Использование информационной системы квантовых вычислений отличается от своих
аналогов существенным увеличением скорости решения вычислительных задач и, самое
главное, экспоненциальным увеличением скорости решения NP-полных задач, которые на
классических машинах могут решаться за неприемлемое время. В следствии того, что
класс NP задач широк, применимость и значимость разработанной методики построения
модульной системы квантовых вычислений не вызывает сомнения.

Рассматриваются проблемы обеспечения безопасности полета самолетов, исполь-
зующих электрические / электронные системы, при воздействии высокоинтенсивных элек-
тромагнитных полей. Разрабатывается методика анализа воздействия высокоинтенсив-
ных электромагнитных полей, создающих электромагнитную обстановку в зоне нахожде-
ния воздушного судна, на базе основных факторов электромагнитной совместимости са-
молета, таких как электромагнитная обстановка, механизм связи или воздействия, чувст-
вительность или восприимчивость приёмников электромагнитного излучения с пороговы-
ми значениями помех в частотной и временной областях. Анализируются два метода
оценки устойчивости самолета к воздействию высокоинтенсивных электромагнитных
полей: испытания методом сканирования высокого уровня и испытания методом сканиро-
вания низкого уровня. Целью данной статьи является оценка коэффициента экранирования
фюзеляжем в местах установки блоков критических систем с помощью программного
обеспечения для численного электродинамического моделирования. Задачей исследования
является создание и расчет математической модели критической системы в составе воз-
душного судна. В статье разработаны электродинамические модели критической системы самолета – многофункционального жидкокристаллического индикатора, и проводится
расчет в пакете полноволнового электродинамического проектирования Ansys HFSS.
В HFSS-модель кабины воздушного судна вносятся обоснованные упрощения для расчета
коэффициента экранирования фюзеляжем. Упрощение модели подразумевает исключение
мелких деталей и объектов, которые намного меньше длины волны и уменьшение области
исследования модели, поскольку блоки критической системы расположены в передней час-
ти кабины. Проведена оценка и коэффициента экранирования фюзеляжем в диапазоне
частот от 100 МГц до 1 ГГц, выполнен анализ и сравнение полученных результатов с ис-
пытаниями в составе воздушного судна. Результаты имеют схожий характер, однако,
рассчитанные значения коэффициента экранирования ниже на 5–15 дБ в диапазоне час-
тот от 400 МГц до 850 МГц. Так же в диапазоне частот до 400 МГц имеются характерные
резонансные «провалы» коэффициента экранирования. Полученные результаты позволят
выделить наиболее опасные источники и зоны возбуждения электромагнитных помех для
последующего детального анализа, уменьшить сроки и стоимости проведения испытаний

Методы функциональной электроники, к которым относится и акустооптический
(АО) метод обработки радиосигналов, прочно занимают лидирующие позиции даже по
сравнению с методами цифровой обработки сигналов, когда требуется за минимальное
время в широкой полосе анализа с высокой точностью определить частотные и временные
параметры нескольких одновременно действующих на входе радиоприёмного устройства
сигналов. С развитием технологий и новых материалов их применение становится ещё
более актуальным так как по интегральному показателю, учитывающему потребляемую
мощность, габаритные размеры, массу акустооптические измерители занимают первые
места среди прочих типов измерителей параметров радиосигналов. Акустооптические
частотомеры как вид акустооптических измерителей параметров радиосигналов прочно
занимают своё место в технике оценки параметров радиосигналов благодаря уникальным
характеристикам – многосигнальность, разрешающая способность, сравнительно малые
массогабаритные характеристики и потребляемая электрическая мощность при прием-
лемом динамическом диапазоне входных радиосигналов и точности оценки частоты. Дан-
ные устройства способны практически мгновенно осуществлять перенос радиосигнала из
временной области в частотную и находят применение в системах пассивного радиокон-
троля, для которых важными параметрами являются не только диапазон рабочих час-
тот, частотное разрешение, точность измерения частоты и фазы анализируемых радио-
сигналов, а также энергопотребление, масса и габариты, которые становятся сущест-
венными при использовании радиотехнических измерителей в мобильных и космических
измерительных комплексах. По этой причине во многих странах мира акустооптические
частотомеры с успехом применяются в авиационной и космической технике. Технические
параметры АО частотомеров такие как полоса рабочих частот, неравномерность коэф-
фициента передачи до детекторного тракта, эффективность акустооптического взаи-
модействия и другие во многом определяются параметрами акустооптических дефлекто-
ров (АОД). Из всех конструктивных элементов АО частотомеров АОД является самым
дорогостоящим. С технологической точки зрения наряду с полупроводниковыми лазерами,
фотоприёмными устройствами АОД при изготовлении так же требуют применение вы-
соких технологий. Наряду с задачей разработки и изготовления АОД не маловажной и
технически достаточно сложной, что отражается на стоимости образцов АОД, являет-
ся задача разработки методов расчёта, контроля и измерения параметров АОД. Авторы
настоящей работы, являясь сотрудниками лаборатории «Нанофотоники и оптоэлектро-
ники» Южного федерального университета, решили задачу расчёта технических и техно-
логических параметров АОД двух диапазонов частот, разработали конструкторскую до-
кументацию, по которой были изготовлены образцы АОД, разработали методику испыта-
ний АОД на соответствие требуемым техническим параметрам, провели испытания, по
результатам которых осуществили корректировку параметров электродинамической
структуры АОД. Приводятся расчёт параметров и математическое моделирование элек-
тродинамической структуры АОД, методика измерения параметров АОД, структурная
схема измерительной установки, реализующей предложенный метод, результаты экспе-
риментальных исследований образцов АОД двух диапазонов частот. Показано, что кор-
ректировка электродинамической структуры позволяет в ограниченных пределах изме-
нять параметры АОД. Следовательно, с помощью лишь подстроечной ёмкости нельзя
согласовать полученные параметры с данными ТЗ, а необходимо выполнить корректиров-
ку топологии согласующей системы. Теоретические расчёты и моделирование были под-
тверждены результатами экспериментальных исследований, изготовленных в соответст-
вии с разработанной документацией образцов АОД.

Данная статья посвящена твердым растворам на основе ЦТС как основы активных
элементов для разовых импульсных источников энергии. В статье оценена генерирующая
способность пьезокерамического материала на основе цирконата-титаната свинца с низ-
ким содержанием титана (Zr/Ti 0,94/0,06 + 1 % Nb2O5) при его ударном нагружении.
В таких материалах фазовый переход, индуцированный давлением (одноосным, импульс-
ным гидростатическим или ударной волной), происходит из полярной сегнетоэлектриче-
ской фазы в неполярную антисегнетоэлектрическую. Высвобождаемая энергия в этом
случае на порядок выше, чем при пьезоэффекте. Мерой накопления электрического заряда
является значение остаточной поляризации, пропорциональное электрической энергии,
высвобождаемой при фазовом переходе. В ходе работы получены основные электрофизи-
ческие параметры исследуемого материала: относительная диэлектрическая проницае-
мость, тангенс угла диэлектрических потерь в слабых полях, пьезомодуль . Получен ряд
численных значений остаточной поляризации исследуемого материала несколькими мето-
дами: термической деполяризаций и ударным нагружением; рассчитана плотность накоп-
ленной энергии как отношение остаточной поляризации к двум абсолютным диэлектриче-
ским проницаемостям. Проведены оценка генерирующей способности исследуемого мате-
риала и сравнительный анализ с промышленно выпускаемым пьезокерамическим материа-
лом ЦТС-19. Установлено, что плотность накопленной энергии у исследуемого материала
на два порядка выше, чем у ЦТС-19. Также стоит отметить, что индуцированный давле-
нием фазовый переход из сегнетоэлектрической в антисегнетоэлектрическую фазу для
материалов с низким содержанием титана происходит при значительно меньших давле-
ниях, чем в материалах, находящихся вблизи морфотропной границы. Такое поведение обу-
словлено тем, что энергии состояний сегнетоэлектрической и антисегнетоэлектрической
фаз отличаются незначительно, поэтому достаточно относительно небольшого внешнего
воздействия (давления или электрического поля), чтобы нарушить существующую ста-
бильность и перевести пьезокерамику из одного фазового состояния в другое. Этот факт
оказывает положительное влияние на генерирующую способность элементов, изготовлен-
ных из исследуемого материала, так как при воздействии высокого давления происходит
сильное снижение электрического сопротивления пьезокерамики, и значительная часть
электрической энергии может рассеиваться в самом пьезоэлементе.

Рассматривается дополнительная температурная погрешность вибрационных
плотномеров жидкостей и газов, а именно проблема влияния изменения температуры
среды на частоту колебаний вибропреобразователей плотности. Описывается принцип
действия и преимущества вибрационных плотномеров. Приводится анализ и описание су-
ществующих алгоритмов вычисления плотности и активной термокомпенсации, а также
их недостатки. Указывается на серьёзные ограничения температурного диапазона калиб-
ровки существующих методов, связанные с обязательным применением дистиллированной
воды. Опираясь на проведённое ранее моделирование вибропреобразователя и на выявлен-
ную основную роль температурных свойств модуля упругости металла, предложен новый
алгоритм термокомпенсации без применения жидкостей-компараторов. Приводятся пре-
имущества нового алгоритма, связанные с использованием вакуума в качестве среды, ок-
ружающей вибропреобразователь. В качестве основного преимущества приводится зна-
чительное расширение калибруемого температурного диапазона. Предполагается воз-
можность применения алгоритма для калибровки плотномеров при экстремально низких и
высоких температурах. Приведены формулы вычисления значения периода колебаний пре-
образователя, с учётом температурных изменений - термокомпенсированного периода.
Описаны преимущества применения в качестве градуировочной функции полинома второго
порядка с нулевым линейным членом. Подробно описаны методики проведения эксперимен-
тов, виды оборудования и средств измерений. Представлены полученные эксперименталь-
ные данные для вибропреобразователей из трёх разных металлов. Проведён анализ полу-
ченных данных и сделан вывод о целесообразности применения предложенного алгоритма
термокомпенсации вибропреобразователей плотности жидкостей и газов.

Гетеродины являются неотъемлемой составной частью любого супергетеродинного
приёмника. Именно они определяют стабильность и точность настройки приёмника. Це-
лью данной работы является создание гетеродинного модуля с улучшенными электриче-
скими параметрами, с малыми габаритами и массой. Объектом исследования является
пятиканальный гетеродин сантиметрового диапазона волн. Такой гетеродин можно ис-
пользовать в многоканальном супергетеродинном приёмнике обнаружения сигналов. Про-
ведено экспериментальное исследование двух каналов пятиканального гетеродина – верхне-
го и нижнего по частоте настройки. Представлены результаты в виде кривых выбега
частоты за полчаса работы после включения, а также спектры выходных сигналов вближней и дальней зоне. Дана функциональная схема модуля, краткое описание конструк-
ции и методика эксперимента. онструкция модуля имеет габаритные размеры корпуса
170х20х40 мм, стандартизована и позволяет интегрировать модуль в состав различных
приёмников. В состав каждого канала гетеродинного модуля входит стабилизатор на-
пряжения, автогенератор с диэлектрическим резонатором, усилитель мощности, детек-
тор контроля мощности и делитель мощности на два. В результате проведённых экспе-
риментов достигнуты следующие параметры: – рабочие частоты 9,25 и 16,25 ГГц; мак-
симальная мощность выходного сигнала при отсутствии усилителя не менее 2 мВт;
–выбег частоты 80 кГц для частоты 9,25 ГГц; – выбег частоты 600 кГц для частоты
16,25 ГГц; – напряжение питания + 15 В; – ширина спектральной линии не более 5 кГц;
– подавление второй гармоники не менее 25 дБ; – имеется включение-выключение каждого
из каналов гетеродинного модуля и встроенный контроль работоспособности.

Микроэлектромеханические датчики мембранного типа изготавливаются методами
поверхностной и объемной микрообработки. В последнем случае мембраны получают пу-
тем глубокого анизотропного травления монокристаллического кремниевого слоя или под-
ложки до толщин 20–50 мкм. При этом используются как сухие, так и жидкостным спо-
собы травления. Преимуществом жидкостного травления является простота контроля
латеральных размеров мембран и высокая селективность. Высокая селективность травле-
ния может быть достигнута за счет выбора подходящего состава травящего раствора,
материала защитного покрытия и технологии его получения. В работе проведено экспери-
ментальное исследование защитных свойств пленок оксида кремния, полученных методами
термического окисления, плазмохимического осаждения, а также комбинированного по-
крытия из этих пленок в условиях жидкостного травления монокристаллического кремния
в 30%-ном водном растворе гидроксида калия при температуре 80°С. Селективность
травления, остаточная толщина, шероховатость и поверхностная концентрация локаль-
ных дефектов рассчитывались по данным стилусной профилометрии, оптической интер-
ферометрии и микроскопии. Установлено, что скорости и селективности травления термического оксида и плазмохимического оксида после быстрого термического отжига дос-
таточно близки – 6,7 нм/мин, 1:338 и 7 нм/мин, 1:372, соответственно. Шероховатость
поверхности оксидных пленок в большей степени возрастала при травлении пленок терми-
ческого оксида, а также плазменного оксида в составе композитного покрытия. Средне-
квадратичное значение остаточной шероховатости 1-2 нм. В пленках обнаружены ло-
кальные дефекты типа «протравов» с концентрацией от 0,1–0,2 мм-2. Установлено, что
использование 1 мкм плазменного слоя оксида в комбинированном покрытии позволяет
предотвратить травление термического оксида, однако для исключения локальных дефек-
тов его толщина должна быть увеличена до 1,5–2,0 мкм; пленка термически стабилизиро-
ванного плазменного оксида, толщиной от 2,0 мкм также может рассматриваться в ка-
честве эффективного защитного покрытия для проведения глубокого жидкостного трав-
ления кремния.

Одной из главных задач при получении непрерывно-литой стальной заготовки явля-
ется обеспечение внутренней однородности слитка, которая во многом определяется про-
цессами начальной кристаллизации. Несовершенство управления процессом разливки на
начальном участке «стальковш-промковш-кристаллизатор», а именно уровнем металла в
кристаллизаторе, приводит к возникновению не только внутренней неоднородности, но и
дефектов поверхности, а также искажению формы заготовки. Так, падение уровня ниже
заданного значения ведет к окислению внутренней поверхности образовавшейся корочки
слитка и его структурной неоднородности. При повышении уровня металла происходит
перелив за твердую корку, что приводит к увеличению глубины следов качания и захвату
неметаллических и шлаковых включений. Поэтому важнейшим технологическим элемен-
том машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) является кристаллизатор. Научная и
техническая сложность задачи управления уровнем обусловлена отсутствием технических
средств, способных осуществлять измерение уровня металла в реальных технологических
условиях с требуемой точностью, а также изменения параметров объекта в процессе
эксплуатации и в нестационарных режимах работы. Одним из направлений повышения
эффективности управления стабилизацией уровня металла в кристаллизаторе МНЛЗ яв-
ляется модернизация существующих систем управления за счет внедрения новых алгорит-
мов управления. Для этого необходимо выделить факторы, влияющие на стабильность
уровня металла, с целью их оценки и компенсации. В работе предложено использовать
принцип комбинированного управления на основе компенсации основных возмущений и об-
ратной связи по регулируемой координате. Выполнен синтез статических компенсаторов
с постоянным и переменным коэффициентом компенсации в соответствии с принципом
инвариантности, что позволило значительно уменьшить отклонение управляемой величи-
ны в нестационарных режимах работы.

Настоящее исследование выполнено на стыке двух направлений: инженерно-
технологического и биомедицинского, в результате которого разработан терапевтиче-
ский фокусирующий ультразвуковой преобразователь, предназначенный для выявления и
неинвазивного лечения новообразований. Принцип действия заключается в излучении ульт-
развуковых колебаний высокой интенсивности в пятно фокуса (High Intensity Focused Ultrasound
– HIFU). Это позволяет точечно воздействовать на выбранные области и прово-
дить абляцию воспалённых, либо чужеродных тканей без открытого хирургического вме-
шательства. На основе характеристик пьезокерамических материалов, выпускаемых в
Н ТБ «Пьезоприбор» выполнено математическое моделирование HIFU-преобразователя.
Основу составляет пьезокерамический элемент, выполненный в форме тонкостенного
сегмента сферы с центральным отверстием, изготовленный из пьезоматериала П П-35.
Центральное отверстие диаметром 41,4 мм предназначено для датчика визуализации,
выполняющего роль «наводчика» сфокусированного ультразвукового пучка. Принцип рабо-
ты преобразователя заключается в следующем: фокусное пятно с максимальным акусти-
ческим давлением находится в области, захватываемой УЗИ-совместимым датчиком.
Изображение передаётся на монитор, после чего принимается решение на какие области и
с какой интенсивностью воздействовать ультразвуковым преобразователем. Изучены
амплитудно-частотные характеристики преобразователя. Получены зависимости актив-
ной проводимости от частоты в свободном и нагруженном на воду состояниях. Измереныуровни акустического давления в пятне фокуса. Построены диаграммы распределения ин-
тенсивности излучения в плоскости и в трехмерном пространстве, проведены работы по
воздействию ультразвукового преобразователя на различные органические материалы и
ткани: органическое стекло толщиной 10мм, мышечная ткань курицы. Получены зависи-
мости силы воздействия от подводимой к преобразователю мощности, а также частоты
задающего сигнала. Экспериментально показана возможность использования преобразо-
вателя в составе комплекса HIFU-терапии. Сформулированы выводы о перспективах ис-
пользования одноэлементных фокусирующих ультразвуковых преобразователей и много-
элементных с распределённым пятном фокуса.