№ 3 (2024)

Основными целями внедрения роботов в сельское хозяйство являются повышение эффек-
тивности и производительности, выполнение трудоемких и опасных задач и решение вопроса не-
хватки рабочей силы. Технологические достижения в области обнаружения и управления, а так-
же машинного обучения позволили автономным роботам выполнять больше сельскохозяйствен-
ных задач. Такие задачи варьируются на всех этапах выращивания: от подготовки земли и посева
до мониторинга и сбора урожая. Некоторые сельскохозяйственные роботы уже доступны, и
ожидается, что в ближайшие годы их станет еще больше, поскольку технологии обработки
больших данных, машинного зрения и легкого захвата и становятся все более точными. В на-
стоящее время все большую актуальность приобретает внедрение нескольких взаимодействую-
щих роботов в полевых условиях, так как оно имеет хорошие перспективы в снижении производ-
ственных затрат и повышении операционной эффективности. Целью данного исследования явля-
ется разработка интеллектуальной системы управления группой мобильных роботов на основе
мультиагентных нейрокогнитивных архитектур. Задача исследования состоит в разработке
нейрокогнитивных алгоритмов управления мультиагентной робототехнической системой сель-
скохозяйственного назначения. В работе описан мультиагентный робототехнический комплекс
для активной защиты растений в рамках системы «умного» поля. Представлена концепция сис-
темы управления группой мобильных роботов на основе моделирования мультиагентных нейро-
когнитивных архитектур. Для обеспечения работы многоагентной гетерогенной группы авто-
номных роботов предлагается использование нейрокогнитивной модели управления с реализацией
отдельных интеллектуальных агентов как на каждом отдельном роботе, так и на базовых стан-
циях обслуживания или серверах. При этом, учитывая реализацию рекурсивности в самой архи-
тектуре, задача масштабирования подобной системы управления заметно упрощается. Исполь-
зование агентов сенсоров и эффекторов для обеспечения обмена знаниями между роботами и
центрами принятия решений позволяет минимизировать нагрузку на систему связи и обеспечить
запас отказоустойчивости системы управления. Полученные результаты могут быть применены
для разработки универсальных систем управления и упрощения масштабирования для различных
групп автономных роботов.

Целью исследования является автоматизация управления группировкой малых космических
аппаратов (наноспутников) в условиях ее переменной численности за счет актуализации ее со-
стояния на основе рассылки и обработки широковещательных запросов между аппаратами и
применения нейронной сети Transformer для составления прогнозов состояния сети космических
аппаратов. Исследуется задача обеспечения связности сети наноспутников, которая сводится к
реализации адаптивного управления сетью с оценкой и прогнозированием состояния каналов связи
между парами аппаратов на основе нейронной сети. Разработаны динамическая реконфигурация
и машинное обучение сети аппаратов. Определены алгоритмические средства для первичного
обучения нейронной сети и ее последующего дообучения с учетом предобработки исходных раз-
реженных или полносвязанных наборов данных о сети аппаратов. По завершении обучения на
синтетических данных созданная нейронная сеть способна прогнозировать качество связи с уче-
том прямой видимости, ослабления сигнала в зависимости от расстояния и состояния аппарат-
ной платформы наноспутника. Разработанная программная система выполняет детерминированную реконфигурацию по текущему состоянию сети наноспутников и адаптивную реконфигу-
рацию по историческим данным анализом нейронной сетью Transformer скрытых закономерно-
стей функционирования наноспутников. Для прогнозирования качества связи применен функцио-
нал связи геодезических координат пар наоспутников и векторов их состояний с элементами
матрицы качества связи между наноспутниками с заданными начальным моментом времени,
величиной временного интервала, величиной шага дискретизации измерительного процесса. При-
менение аппарата нейронных сетей, реализуемых на GPU, позволило прогнозировать возможные
состояния наноспутников и досрочно проводить реконфигурацию группировки, в том числе уда-
лять «проблемные» аппараты из состава группировки.

Приведены результаты исследований возможностей применения языка и его составляющих
(текстовой и речевой) как факторов нейролингвистической идентификации и аутентификации
интеллектуальных систем (ИС), носителей русского и чеченского языка. Для достижения целей
исследований использовался подход, основанный на информационной виртуализации. Предполага-
ется использование одного из путей решения проблем повышения эффективности идентификации
и аутентификации, которым является применение фактора языковой нейролингвистической тек-
стовой идентификации и аутентификации. Исследования показывают, во-первых, что при изме-
нении языка, в случае использования интеллектуальной системы как носителей нескольких языков,
наблюдается изменение параметров нейролингвистической идентификации, во-вторых, что если
все интеллектуальные системы являются носителями одного языка, то при переходе от одной
интеллектуальной системы к другой происходит изменение параметров нейролингвистической
идентификации. Таким образом в исследовании определено, что язык интеллектуальной системы
может использоваться как фактор идентификации и аутентификации. Исследованы ИС, являю-
щиеся носителями как чеченского, так и русского языка. На первом этапе исследованы десять ИС
как носители русского языка, а на втором этапе – те же десять ИС, но как носители чеченского
языка. Приведены результаты зависимости основных параметров, а также зависимости произ-
водных параметров нейролингвистической текстовой идентификации интеллектуальных систем
носителей русского и чеченского языка. Полученные результаты открывают принципиально но-
вую возможность исследований в направлении нейролингвистической текстовой идентификации и
аутентификации. Исследования в этом направлении представляют научный и практический ин-
терес, как для случая идентификации интеллектуальной системы носителей одного языка, так и
для случая, когда одна интеллектуальная система является носителем множества языков.

Целью исследования является разработка методики, позволяющей рассчитать основные па-
раметры, характеризующие способность робототехнического средства, оснащенного бойковым
минным тралом выполнять операции по гумманитарному разминированию. Для этого в рамках
данной работы были решены задачи как расчет крутящего момента на валу бойкового трала,
определение мощности приводящего бойковый трал мотора, а расчетной оценки мощности сило-
вой установки робототехнического средства. В ходе проведения исследований был проанализиро-
ван опыт создания и основные параметры зарубежных средств разминирования с бойковыми
минными тралами – экипажной машины разминирования Hydrema 910 MCV, робототехнического
средства разминирования MV-4, дистанционно-управляемой машины разминирования ДУМ-Р
«Уран-6», дистанционно-управляемого минного трала МТ-2. Также были проанализированы ос-
новные особенности рабочего органа рассматриваемых машин, а именно бойкового минного тра-
ла. В основу разработанной методики положена методика расчета силы сопротивления разруше-
ния грунта и взрывоопасного предмета ВОП при воздействии байком, опирающуюся на теорию
взаимодействия рабочих органов землеройных машин, разработанную академиком Н.Г. Домбров-
ским. Также при разработке данной методики были использованы результаты работ по расчету
конструкции бойкового трала выполненные хорватскими специалистами Винковича Н., Стойко-
вича В. и Микулича Д. При этом расчёты были проведены для различных грунтов, которые в зави-
симости от удельного сопротивления резанью поделены на 4 категории: песчаная глина, гравий;
плотная глина, уголь; твердая глина с гравием; средний сланец, мел, мягкий гипсовый камень. По-
лученные данные стали фактически массивом исходной информации, которая вместе с известными физическими зависимости позволили сформировать массив расчётных формул, которые
позволяют рассчитать крутящий моментн на валу бойкового трала, мощность приводящего бой-
ковый трал мотора, а также мощность силовой установки робототехнического средства, и тем
самым решить научную проблему, поставленную в начале исследования.

Рассматриваются гомоморфные криптосистемы, основанные на задаче факторизации чи-
сел. В сравнении с криптосистемами типа Джентри их реализация менее трудоемка, но при этом
требуется тщательная проверка стойкости. В качестве примера гомоморфной криптосистемы,
основанной на задаче факторизации чисел рассматривается симметричная криптосистема До-
минго-Феррера. Для этой криптосистемы представлены процессы генерации ключа, шифрования,
расшифрования и выполнения гомоморфных операций. Приводится описание атаки с известным
открытым текстом на криптосистему Доминго-Феррера, а также демонстрационный пример
такой атаки с небольшим значением степени полиномов представления шифртекстов. Для разра-
батываемой архитектуры системы представляются основные требования и общая схема с
кратким описанием области ответственности отдельных модулей и их взаимосвязями. Целью
исследования является выявление подходов, техник и тактик, общих для конкретных методов
криптоанализа гомоморфных криптосистем, основанных на задаче факторизации чисел, и созда-
ние такой архитектуры системы, которая бы позволила упростить криптоанализ путем пре-
доставления криптоаналитику удобного окружения и инструментария для реализации собствен-
ных методов криптоанализа. Основным результатом настоящей работы является архитектура
системы криптоанализа, позволяющая провести комплексный анализ уязвимостей для различных
атак и оценить уровень криптостойкости рассматриваемого шифра, основанного на задаче
факторизации чисел, а также обоснование применения такой архитектуры для анализа гомо-
морфных шифров на примере криптосистемы Доминго-Феррера. Реализация системы криптоана-
лиза по предлагаемой архитектуре поможет исследователям и специалистам по криптографии
более детально изучить возможные слабые места в гомоморфных шифрах, основанных на задаче
факторизации чисел и разработать соответствующие меры для укрепления их стойкости. Таким
образом, проводимое исследование имеет важное значение для развития криптографических сис-
тем, основанных на задаче факторизации чисел, и предоставляет новый инструментарий для
криптоаналитиков в области анализа гомоморфных криптосистем. Полученные результаты мо-
гут быть использованы для повышения уровня стойкости существующих шифров и разработки
новых методов криптографии.

Фильтры с импульсной характеристикой (ИХ) в виде весовой (сглаживающей) функцией на-
ходят применение в абсолютно разных областях цифровой обработки сигналов, таких как спек-
тральный анализ – с целью уменьшения эффекта Гиббса, в формировании амплитудного распре-
деления – для уменьшения уровня боковых лепестков, в том числе для радиотехнических систем с
синтезированной апертурой и других. В статье рассмотрена структура рекурсивного
КИХ-фильтра (РКИХ-фильтра) с ИХ в виде аппроксимированного окна Ханна при ограниченном
фиксированном количестве операций перемножения и суммирования для любой длительности
окна. Такая структура имеет существенно меньшую вычислительную сложность по сравнению с
классической структурой КИХ-фильтра, и применять её можно во встраиваемых системах с
ограниченными вычислительными ресурсами. Функция, аппроксимирующая окно Ханна, представ-
ляет собой полином третьей степени, коэффициенты которого рассчитаны с использованием
дискретного интегрирования квазисинусной функции. Получена аналитическая формула для коэф-
фициентов нерекурсивной части фильтра путём вычисления обратной конечной разности чет-
вертой степени от аппроксимирующей функции окна Ханна. Коэффициентами нерекурсивной
части являются целые числа, значения которых зависят от числа отсчетов (длины) полупериода
квазисинусной функции, что упрощает реализацию подобного РКИХ-фильтра на базе программи-
руемой логической интегральной схемы (ПЛИС). Вычислена средняя абсолютная ошибка аппроксимации при росте длины окна. При числе отсчетов ИХ менее 600 ошибка не превышает 4,5%,
что является показателем высокой точности соответствия аппроксимирующей функции окну
Ханна. Авторами предложена дальнейшая перспектива развития структуры РКИХ-фильтра с ИХ
в виде аппроксимирующей функции окна Ханна. Данная структура позволяет реализовать РКИХ-
фильтр с изменением длины окна Ханна во временной области при сохранении устойчивости за
счет точного выполнения операций вычисления благодаря использованию коэффициентов нерекур-
сивной части, которые являются числами с фиксированной точкой, и их линейной зависимости от
длины полупериода квазисинусной функции.

Выражение чувств – неотъемлемая часть человеческой жизни и коммуникации. Чтобы соз-
дать компьютеры, способные лучше служить человечеству, в области информатики продолжа-
ются исследования по разработке алгоритмов машинного обучения, которые могут обрабаты-
вать текстовые данные и выполнять задачи анализа тональности текстов на естественном
языке. Доступность онлайн-обзоров и повышенные ожидания конечных пользователей также
стимулируют разработку систем интеллектуального анализа мнений, которые могут автомати-
чески классифицировать и обобщать отзывы пользователей. С каждым годом исследований в
области распознавания эмоций в тексте все больше, но только малая их часть посвящена приме-
нению нечеткой логики. В основном, это происходит потому, что исследователи ограничиваются
бинарной классификацией отношений – «положительное» и «отрицательное», реже добавляя еще
третий класс – «нейтральное». Применение же нечеткой логики помогает определить оттенки
эмоций, не просто «хорошо» и «плохо», а насколько хорошо или насколько плохо. Количество оп-
ределяемых классов определяет глубину детализации. Ранее нами была предложена нечеткая мо-
дель определения тональности на основе словарей, в данном исследовании мы предлагаем улуч-
шенную модель определения тональности текста на основе тонального словаря (SentiWordNet) и
нечетких правил. Для повышения точности и достоверности анализа тональности были примене-
ны коэффициенты, учитывающие эмоциональную нагрузку слов разных частей речи и действие
модификаторов интенсивности, способствующих усилению либо ослаблению эмоциональных от-
тенков. Количественное значение тональности текста получено в результате агрегирования
нормированных данных по эмоциональным классам с применением методов нечеткого вывода.
В результате исследования было выявлено, что учет влияния модификаторов интенсивности зна-
чительно повышает точность предложенного ранее авторами метода, а также способствует
определению границ при проведении детализированной оценки отношений по 7 классам («очень
положительное», «положительное», «скорее положительное», «нейтральное», «скорее отрица-
тельное», «отрицательное», «очень отрицательное»).

Настоящая статья посвящена разработке энергоэффективных реализаций алгоритмов
цифровой обработки сигналов в многоканальном радиолокаторе с пространственным разнесением
передающих и приемных групп антенных элементов для оценки параметров целей на вычислителях
с различной архитектурой. В соответствие общемировой тенденцией рассматривается возмож-
ность применения вычислителей с параллельной архитектурой для цифровой обработки широко-
полосных радиолокационных сигналов. Авторами предложена реализация процедуры обработки
отраженного сигнала многоканального радиолокатора с пространственным разнесением пере-
дающих и приемных групп антенных элементов с использованием технологии общих вычислений на
графических картах (GPGPU). Проведена оценка производительности разработанного решения
на различных GPU с разной микроархитектурой. Предложен критерий оценки производительно-
сти алгоритма обработки в виде отношения пропускной способности алгоритма к пиковой про-
пускной способности памяти вычислителя. Проведена численная оценка эффективности исполь-
зования пропускной способности памяти вычислителя разработанного алгоритма в сравнении с
известными реализациями на GPU. Целью работы является обнаружение и оценка параметров
целей в реальном масштабе времени с помощью многоканального радиолокатора с пространст-
венным разнесением передающих и приемных групп антенных элементов, используя доступный на
рынке вычислитель с минимально возможными массогабаритными характеристиками. Для дос-
тижения поставленной цели исследований решены задачи: – выбора и адаптации алгоритмов,
позволяющих проводить оценку параметров целей в многоканальном радиолокаторе с простран-
ственным разнесением передающих и приемных групп антенных элементов; – реализации выбран-
ных алгоритмов с учетом архитектуры вычислителя, позволяющих проводить оценку фоновоце-
левой обстановки в реальном масштабе времени; – оценки производительности полученного ре-
шения. В процессе разработки алгоритма цифровой обработки сигнала многоканальным радиоло-
катором с пространственным разнесением передающих и приемных групп антенных элементов
проведен анализ нескольких вариантов реализации алгоритма с учетом архитектуры параллельно-
го вычислителя, что позволило выполнить обработку кадра радиоизображения, состоящего из
8 млн. комплексных отсчетов, за время менее 50 мс. на графическом процессоре NVIDIA Jetson
AGXXavier. Показана обратная зависимость времени обработки кадра от величины пиковой про-
пускной способности памяти GPU. Предложен критерий оценки производительности алгоритма
обработки. Проведена численная оценка эффективности использования пропускной способности
памяти вычислителя разработанного алгоритма в сравнении с известными реализациями на GPU.
Выигрыш разработанного алгоритма составляет в среднем 5 раз по сравнению с результатами,
полученными другими авторами. По сравнению с ПЛИС реализация двумерного БПФ на GPU ока-
зывается в 17 раз быстрее. Практическая значимость разработанного авторами функционально-
го программного обеспечения не налагает никаких ограничений на количество приемных и пере-
дающих каналов и может быть использовано для обработки сигналов в многоканальных радиоло-
каторах с пространственным разнесением передающих и приемных групп антенных элементов с
большим количеством каналов.

Целью данной работы является решение проблемы внеплановых отказов подшипников каче-
ния, установленных на промышленном оборудовании, в результате их неправильного обслужива-
ния в процессе эксплуатации. Известно, что до 50% всех внеплановых простоев промышленного
оборудования происходит по причине разрушения подшипников. При этом основной причиной от-
каза подшипников являются нарушения режима смазки тел качения: избыточное и недостаточ-
ное количество смазочных материалов. Эти причины составляют до 36% от общего числа отка-
зов подшипников. В процессе эксплуатации оборудования выявить и предупредить все проблемы
со смазкой подшипников очень сложно, по причине большого разнообразия факторов, влияющих на
их возникновение. Поэтому, актуальной задачей для исследования, становится разработка авто-
матизированной рекомендательной системы для управления сервисным обслуживанием промыш-
ленного оборудования, с контролем смазки подшипниковых узлов. В работе рассматривается ме-
тод классификации состояний подшипников в зависимости от их диагностических параметров:
показателей виброскорости, виброускорения и температуры. С этой целью применяются алго-
ритмы классического машинного обучения: модели KNN, RandomForestClassifier и SVM. Для каж-
дой модели определяются гиперпараметры, позволяющие достигать максимальных результатов
во время обучения. В процессе проведения исследования выполнен анализ влияния каждого из диагно-
стических параметров – признаков на показатели работы модели классификации. Понимание, какой
показатель работы подшипника будет наиболее важным, позволит выбирать приборы контроля
состояния оборудования на производственном предприятии осознанно, для решения конкретных
производственных задач. Разработанный алгоритм позволяет качественно, с 98% точностью, про-
изводить оценку состояния смазки подшипников качения и выдавать рекомендации по проведению
своевременного сервисного обслуживания оборудования. Модель - классификатор планируется ис-
пользовать в составе комплекса по контролю за техническим состоянием оборудования, расширяя
возможности диагностики: помимо сведений о вероятности отказа оборудования и прогнозных
сроках службы, комплекс диагностики, совмещенный с предлагаемой моделью, позволит воздейст-
вовать на ходимость подшипников, путем улучшения качества их смазки.

Рассмотрена задача двумерной упаковки геометрических фигур сложных форм. Задачи дан-
ного класса отнесены к классу NP-трудных проблем комбинаторной оптимизации. Помимо этого,
упаковка фигур сложных геометрических форм, является одним из наиболее сложных подтипов
задачи двумерной упаковки. В связи с этим необходима разработка эффективных эвристических
подходов к решению данной задачи. В статье дана постановка задачи, описаны ее основные осо-
бенности, приведены ограничения и условия характерные для данного подтипа задачи двумерной
упаковки. Описан критерий для подсчета эффективности решения. Для решения данной задачи в
статье предлагается архитектура комбинированного поиска, состоящая из двух метаэвристиче-
ских вычислительных алгоритмов. В данной архитектуре в качестве оптимизационных методов
были реализованы модифицированный генетический и роевой мультиагентный биоинспирирован ный алгоритм, основанный на поведении пчелиной колонии. Данные алгоритмы позволяют полу-
чать наборы квазиоптимальных решений за полиномиальное время. Приведены преимущества от
использования предлагаемого подхода. Для проверки эффективности предложенного подхода был
разработан программный продукт, который использует предложенную архитектуру и метаэври-
стические вычислительные алгоритмы при решении поставленной задачи. Разработка программ-
ного продукта велась на языке программирования C++ и написана в среде разработки Microsoft
Visual Studio Code. Проведен вычислительный эксперимент на наборе тестовых примеров-
бенчмарок. По результатам экспериментальных исследований сделан вывод об эффективности
предложенного комбинированного поиска при решении задачи двумерной упаковки геометрических
фигур сложных форм в сравнении с решениями, базирующимися на классических алгоритмах

Рассматриваются модифицированные алгоритмы с поворотом сигнального созвездия приме-
ненные в стандарте цифрового наземного телевизионного мультимедийного вещания принятом на
Кубе. По сравнению с использованием созвездий без поворота, эти алгоритмы дают значительное
увеличение производительности системы в сложных условиях приема, с индустриальными помехами
и низким соотношением сигнала к шуму. В данной работе проведен анализ влияния угла и направле-
ния поворота сигнального созвездия на устойчивость системы цифрового наземного телевизионного
мультимедийного вещания. Основной целью данной работы является анализ влияния угла и направле-
ния поворота сигнального созвездия на устойчивость системы цифрового наземного телевизионного
мультимедийного вещания. Для исследования была разработана собственная архитектура системы
цифрового наземного телевизионного мультимедийного вещания, принятая на Кубе, реализованная в
Simulink в среде Matlab. Указанная Simulink модель позволяет проводить анализ зависимости
коэффициента битовых ошибок от значения белого гауссовского шума для различных конфигураций
системы. В исследованиях широко применяется модель аддитивного белого гауссовского шума, ко-
торый подмешивается к сформированному сигналу. Предложенные модификации позволяют вести
прием цифрового наземного телевизионного мультимедийного вещания в каналах без замираний при
равных значениях коэффициента битовых ошибок для всех анализируемых случаев. При этом, для
получения существенного выигрыша от поворота созвездия, порядка семи децибел, квадратурные и
синфазные компоненты предлагается передавать на разных поднесущих и в разные моменты време-
ни. В схеме с поворотом сигнального созвездия, квадратурную компоненту нужно передавать не на
той же самой поднесущей, а с задержкой и на другой поднесущей. Тогда из одной квадратурной
амплитудной модуляции получается фактически две амплитудные двоичные модуляции в синфазной
и квадратурной проекции, которые передаются на независимых поднесущих, и поражаются поме-
хами по-разному, что обеспечивает надежность демодуляции при более низких значения соотноше-
ния сигнала к шуму и воздействии индустриальных помех. Недостатком алгоритма является недос-
таточное противодействие зашумлению гауссовским шумом.

Предложен двухэтапный алгоритм синхронизации на основе выбора смежной пары сегмен-
тов с максимальным суммарным отсчётом в системе КРК. В основе алгоритма известный под-
ход к уменьшению времени вхождения в синхронизм – анализ смежных пар временных сегментов.
Отличительной особенностью предложенного алгоритма является обеспечение вероятности
успешного поиска и тестирования не хуже требуемого уровня. Необходимо отметить, благодаря
этапу тестирования производится отбраковка ошибочных решений, принятых на этапе поиска,
что позволяет минимизировать вероятность ложной синхронизации вследствие регистрации
шумовых импульсов. На этапе поиска аппаратура последовательно регистрирует суммарные
отсчёты со всех смежных пар сегментов. Далее выбирается пара сегментов с максимальным
суммарным отсчётом, причём отсчёт в одной из пар сегментов надёжно превышает значения
отсчётов со всех других пар сегментов, и аппаратура переходит к этапу тестирования. Тести-
рование состоит в опросе фотодетектора в течение импульса стробирования для повторной
регистрации отсчёта. В случае положительного тестирования процесс «грубой» оценки момента
приёма синхроимпульса считается успешно завершённым, в противном случае – аппаратура воз-
вращается к поиску в следующем кадре. Отметим, этапам поиска и тестирования соответст-
вуют предельно допустимые числа кадров и тестов соответственно. Получены аналитические
выражения для расчёта временных и вероятностных характеристик этапов поиска и тестиро-
вания предложенного алгоритма обнаружения на основе выбора смежной пары сегментов с мак-
симальным суммарным отсчётом, в том числе для расчёта допустимого числа кадров и тестов
при обеспечении требуемых вероятностей успешного поиска и тестирования соответственно.
Установлено, при увеличении среднего числа фотонов в синхроимпульсе средние числа кадров и
тестов, а также среднее время успешного поиска и тестирования значительно снижаются. На-
пример, при увеличении среднего числа фотонов в синхроимпульсе в 5 раз среднее число тестов для
успешного тестирования и среднее время успешного тестирования уменьшаются в 1,5 раза, а
допустимое число тестов – в 5 раз.

Рассматривается математическая модель и базирующийся на ней алгоритм Даббагяна-Ву,
предназначенный для построения нециклических пандиагональных латинских квадратов. Показано,
что из-за высокой вычислительной сложности и факта существования других разновидностей
пандиагональных квадратов, применение классических алгоритмов, таких как полный перебор и
циклических сдвигов, недостаточно для построения полного перечня пандиагональных латинских
квадратов. Этим подтверждается цель работы – исследование и экспериментальная апробация
математических моделей и алгоритмов, предназначенных для задачи построения за приемлемое
время. Здесь производится исследование алгоритма, представленного Даббагяном В. и Ву. Т, ко-
торый предназначен для построения пандиагональных латинских квадратов простых порядков p,
определяемых выражением p=6n+1. Можно сказать, что он является модификацией алгоритма
циклического построения. То есть, позволяет получить из исходного циклического квадрата пан-
диагональный нециклический. Преобразование выполняется путем циклических сдвигов в опреде-
ленных ячейках в каждой строке исходного квадрата. Была разработана программная реализация
алгоритма Даббагяна-Ву. Результат экспериментов подтвердил корректность предложенной
Даббагяном В. и Ву. Т. методики построения. Таким образом, для порядка 13 удалось найти 72
уникальных квадрата. К тому же, проведена попытка построения для порядка, не являющегося
нечетным простым числом, например 25. В данном случае удалось получить 4 корректных пан-
диагональных латинских квадрата. Путем дополнительных преобразований полученных наборов
увеличить количество квадратов, так, для порядка 13 коллекция расширена до 1570, а для 25 – до
210. Исследование позволило углубленно ознакомиться с алгоритмом Даббагяна-Ву и сделать вы-
вод о его особенностях – к достоинствам относится его относительно низкая вычислительная
сложность, а к недостаткам – полноценная корректность построений только для нечетных про-
стых порядков. Полученные наборы квадратов в дальнейшем будут задействованы для получения
их числовых характеристик при помощи распределенных вычислений.

Современные технологические требования и развивающаяся городская инфраструктура
ставят задачу разработки методов распознавания и классификации пожароопасных ситуаций.
Быстрое и эффективное распознавание начальных признаков возгорания становится жизненно
важным аспектом обеспечения безопасности людей, а также материальных ценностей. В связи с
этим разрабатываются, реализуются, тестируются и внедряются системы, способные авто-
матически распознавать и классифицировать пожароопасные ситуации. Классификации пожа-
роопасных ситуаций позволяет определить степень опасности обнаруженных отклонений, что
способствуют к принятию более эффективных решений по предотвращению последствий пожа-
ров и их признаков таких как, однократное кратковременное повышение температуры и уровня
задымленности которое может указывать на выход из строя электрических компонентов, рас-
положенных возле датчиков. Алгоритм классификации пожароопасных ситуаций разработан для
комплекса взаимосвязанных датчиков, который в свою очередь, за счет своей структуры, позво-
ляет обнаруживать даже малейший признака пожара. В рамках данного исследования приводит-
ся алгоритм классификации пожароопасных ситуаций на основе нейросетевых технологий. При-
ведено описание существующих классов пожароопасных ситуаций, а также критерии, по кото-
рым размечались данные по указанным классам. Проведено моделирование алгоритма на обучаю-
щей и тестовой выборках с приведением используемых параметров точности, формулой их рас-
четов, результатами классификации пожароопасных ситуаций. Проведено исследование влияния
шага отсчета в выборке базы данных на параметры точности и время обучения нейронной сети.
Разработанный алгоритм реализован на языке программирования Python в IDE PyCharm. Датасет
для обучения и тестирования получены из реальных источников, содержащих информацию об
обнаруженных пожароопасных ситуациях в метрополитенах, в которых установлен комплекс
взаимосвязанных датчиков. Результаты моделирования алгоритма показали, что предложенный
алгоритм обладает высокой точностью для предиктивной классификации пожароопасных си-
туаций на реальных объектах.

При возникновении чрезвычайной ситуации необходимо принять эффективные экстренные
меры. Известно, что аварийное событие обладает характеристиками ограниченности времени и
информации, вредоносности и неопределенности, а лица, принимающие решения, часто ограничены в
рациональности в условиях неопределенности и риска. Психологическое поведение людей следует
учитывать в реальных процессах принятия решений. Принятие решений в чрезвычайных ситуациях
является актуальной задачей и предметом исследовательских интересов. В этой статье представлен новый подход к принятию экстренных решений с использованием нечетких колеблющихся мно-
жеств. Для определения весов критериев строится математическая модель, которая позволяет
преобразовать значения критериев в совместимую шкалу и исключить влияние различных шкал для
их измерений. Чтобы отобразить психологическое поведение лиц, принимающих решения, вводится
функция степени группового удовлетворения и функция ценности воспринимаемой полезности аль-
тернативы. Вычисляется и ранжируется полезность альтернатив, приводится пример исследова-
ния чрезвычайной ситуации. По сравнению с существующими методами предлагаемый метод к при-
нятию решений в условиях чрезвычайной ситуации имеет следующие особенности: расширяются
возможности для определения весов критериев принятия решений, когда критерии имеют различ-
ную шкалу; метод учитывает психологию ЛПР, в отличие от известных подходов, предполагающих
рациональность решений ЛПР; по сравнению с теорией проспектов метод не требует субъективной
оценки уровня ожиданий, использует меньшее количество параметров, что расширяет область его
применения. Предложенный метод также имеет некоторые ограничения: требуются определенные
вычислительные затраты при большом количестве альтернативных решений и характеризующих их
атрибутов. Однако это ограничение преодолевается при использовании программного обеспечения,
такого как MATLAB. Интересной представляется возможность в будущем применить предлагае-
мый метод для задач оценки риска при принятии решений в условиях нечеткой информации, если
значения атрибутов являются случайными величинами.

В современных системах видеонаблюдения, в которых широко распространено использо-
вание технологии компьютерного зрения, наиболее важной информацией на изображении явля-
ются данные о контурах объектов и выделение мелких деталей. К системам предъявляются
жесткие требования, такие как: высокая скорость обработки информации с большого количе-
ства камер одновременно, работа в условиях плохого освещения объекта и под воздействием
внешних шумов (электромагнитных полей, коротких помех от высоковольтных линий передач).
Поэтому совершенствование методов обработки изображения с применением устройств рас-
параллеливания вычислений и построения многопоточной системы является актуальной зада-
чей. В данной работе для обработки изображения на ПЛИС разработан и смоделирован анизо-
тропный фильтр высоких частот 3x3. Описан алгоритм его построения в виде разделимого
векторного представления. Дано подробное описание о разработке эффективного разделимого
двумерного цифрового фильтра для повышения резкости и выделение границ объектов
RGB-изображений. Фильтр основан на синтезе предложенного анизотропного фильтра высо-
ких частот 3x3 и градиентного фильтра Собеля. Спроектирована соответствующая струк-
турная схема фильтра. По результатам обработки искаженного изображения можно сделать
вывод о том, что разработанный фильтр обладает свойством более равномерной детализации
и выделения объектов на изображении и менее подвержен гауссовскому шуму по сравнению с
градиентным фильтром Собеля и фильтром высоких частот Лапласа. Разработана схема кон-
вейера фильтра на ПЛИС для обработки одной плоскости RGB изображения. За счет использо-
вания разделимых фильтров предложенная реализация практически в 2 раза оптимальнее по
числу выполняемых операций сложения/вычитания, чем прямая реализация градиентного
фильтра Собеля 3х3 и анизотропного фильтра высоких частот 3х3.

Исследованы способы определения размера популяции в генетическом алгоритме и изучена
зависимость между количеством особей и скоростью работы алгоритма. Описываются методы
определения оптимального количества особей в популяции разными методами: в зависимости от
размера хромосом, для древовидного типа хромосом, при наличии фактора зашумленности и по
методу соседнего элемента с выставлением максимальной и минимальной границы. Данные, полу-
ченные по выполнении каждого метода, отличаются между собой, по причине этого произведена
оценка с целью проверить точность теоретических данных, сравнив их с экспериментальными.
Для проведения экспериментов была разработана программа на графической платформе «Unity» с
возможностью изменения количества особей в популяции. После получения результатов было
проведено сравнение экспериментальных данных с данными, полученными на основе методов оп-
ределения размера популяции в генетическом алгоритме из первой части работы. Эксперимент
показал, что оптимальный размер популяции лежит в диапазоне 100-160 особей. При уменьшении
их количества время выполнения поставленной задачи начинает существенно увеличиваться, а
при увеличении за расчетный предел – сокращение времени выполнения не соответствует затра-
чиваемым вычислительным ресурсам. Сами полученные экспериментальные данные имеют наи-
меньшую погрешность с методом, используемым древовидное представление хромосом. Резуль-
таты исследования могут быть использованы для выбора размера популяции при обучении для
достижения лучшего соотношения затрачиваемой вычислительной мощности к скорости обуче-
ния, а определенный в процессе работы метод может помочь в теоретических расчетах.

Рассматриваются вопросы современного состояния исследований и тенденции в области
защиты передаваемых данных передовыми криптографическими методами. Приведено описание
процесса шифрования и дешифрования информации при помощи абсолютно стойкого метода
одноразового блокнота – шифра Вернама. В статье представлены типичные примеры задач, реа-
лизованные в области квантовой криптографии. Последнее включает в себя такие элементы, как
неопределенность исходов, запутанность на квантовом уровне и принцип неопределенности Гей-
зенберга. Обсуждается подход к шифрованию данных с использованием симметричных алгорит-
мов и выдвигаются критерии для ключей шифрования, которые гарантируют полностью конфи-
денциальную передачу информации. Приводится краткий обзор истории развития квантовых
коммуникационных систем и криптографии, подчеркивается важность дальнейших исследований
в этой сфере. Отмечается, что в криптографии ключевым аспектом безопасности является рас-
пределение ключей шифрования среди авторизованных пользователей. Квантовая криптография
предлагает решение для создания и распределения ключей с помощью методов, основанных на
принципах квантовой механики, которые применяются в системах квантового распределения
ключей. Современные реализации систем КРК всесторонне исследуются, в том числе на предмет
различного рода атак, но подавляющее большинство исследований сосредоточено на поиске уяз-
вимостей в работе квантовых протоколов, например, через техническое несовершенство компо-
нентов систем КРК. В работе рассматривается способ осуществления несанкционированного
доступа к системе КРК в процессе калибровки аппаратуры детектирования. Исследован способ
получения несанкционированного доступа к работе системы квантового распределения ключей в
режиме калибровки и предложен метод противодействия. Приведены результаты натурных ис-
следований, которые показывают, что системы квантового распределения ключей имеют уязви-
мости не только при работе квантового протокола, но и в других жизненно важных стадиях
функционирования системы. Описанный тип атаки позволяет несанкционированно получить дан-
ные о квантовом канале связи и осуществлять управляемую помеху процессу работы системы.
Предложен способ построения автокомпенсационных систем оптической связи, обеспечивающий
защищенность процесса калибровки от несанкционированного доступа. Показано влияние ослаб-
ленных до фотонного уровня синхроимпульсов на вероятность верного обнаружения отрезка вре-
мени с оптическим сигналом. В статье описаны результаты экспериментов, демонстрирующие
различия между теоретическими данными и фактическими характеристиками отдельных эле-
ментов системы квантовой связи.

Статья посвящена актуальной проблеме представления и классификации длинных тексто-
вых документов с использованием трансформеров. Методы представления текста, основанные
на трансформерах, не могут эффективно обрабатывать длинные последовательности из-за их
процесса самовнимания, который масштабируется квадратично с длиной последовательности.
Это ограничение приводит к высокой вычислительной сложности и невозможности применения
таких моделей для обработки длинных документов. Для устранения этого недостатка, в статье
разработан алгоритм на основе трансформера SBERT, который позволяет построить векторное
представление длинных текстовых документов. Ключевая идея алгоритма заключается в приме-
нении двух различных процедур к созданию векторного представления: первая основана на сегмен-
тации текста и усреднении векторов сегментов, а вторая – на конкатенации векторов сегмен-
тов. Такая комбинация процедур позволяет сохранить важную информацию из длинных докумен-
тов. Для проверки эффективности алгоритма был проведен вычислительный эксперимент на
группе классификаторов, построенных на основе предложенного алгоритма, и группе известных
методов векторизации текста, таких как TF-IDF, LSA и BoWC. Результаты вычислительного
эксперимента показали, что классификаторы на основе трансформеров в целом достигают луч-
ших результатов по точности классификации по сравнению с классическими методами. Однако,
это преимущество достигается за счет более высокой вычислительной сложности и, соответ-
ственно, более длительного времени обучения и применения таких моделей. С другой стороны,
классические методы векторизации текста, такие как TF-IDF, LSA и BoWC, продемонстрировали
более высокую скорость работы, что делает их более предпочтительными в случаях, когда пред-
варительное кодирование не допускается и требуется работа в режиме реального времени. Пред-
ложенный алгоритм обработки и представления длинных документов доказал свою высокую эф-
фективность и привел к увеличению точности классификации набора данных BBC на 0,5% по
критерию F1.

Работа относится к области радиосвязи и посвящена анализу функционирования квадра-
турного стробоскопического преобразователя частоты, который в настоящее время широко
применяется в системах программно-определяемого радио, реализованных по принципу приемника
прямого преобразования. Такая структура приемника сочетает в себе ряд важных для практиче-
ской реализации достоинств, таких как высокая адаптивность, простота изменения конфигура-
ции демодулятора, простота аппаратной части приемника и низкая стоимость компонентов.
Несмотря на сравнительно широкое распространение квадратурных стробоскопических преобра-
зователей, вопросы их теоретико-сигнального анализа и оптимизации параметров по критериям,
характерным для типовых задач радиосвязи, недостаточно освещены в открытых источниках.
Известные сложности имеются также и в выборе терминологии, в связи с чем в работе приво-
дится несколько наиболее распространенных в литературе наименований устройств рассматри-
ваемого типа. В основной части работы предлагается достаточно простая математическая
модель квадратурного стробоскопического преобразователя частоты, основанная на ряде упро-
щающих допущений. В то же время, указанные допущения не уменьшают общности полученных
результатов. На основе предложенной модели выполняется оценка коэффициента передачи пре-
образователя частоты. Помимо исследования идеализированной математической модели, в ко-
торой переключения считаются мгновенными, производится исследование влияния конечного вре-
мени коммутации на коэффициент передачи преобразователя частоты. Для выполнения анализа
используется математический аппарат теории сигналов. Предложенная в работе модель стро-
боскопического преобразователя частоты допускает дальнейшее усложнение и использование для
исследования влияния дополнительных факторов на характеристики радиотехнических систем,
имеющих рассматриваемую архитектуру. В частности, возможно исследование влияния кратко-
временной нестабильности (джиттера) периода переключений ключа, а также влияния неиден-
тичности параметров квадратурных каналов. Полученные аналитические выражения и приведен-
ные графики исследованных зависимостей могут быть полезны при проектировании систем ра-
диосвязи различного назначения, в которых используется квадратурный стробоскопический пре-
образователь частоты.

Рассматривается создание интеллектуального устройство прогнозирования энергопотреб-
ления для потребителей с атипичным характером электропотребления, в зависимости от тре-
буемой точности прогноза, учитывающее кроме целевых параметров электросети (Р, Q) техно-
логические процессы предприятий, воздействующие факторы: социально-экономические (час су-
ток; день недели; порядковый номер дня в году; признак праздника или массовых событий d); ме-
теорологические: (ветро-холодовой индекс). Модель относится к интеллектуальным устройст-
вам для адаптивного прогнозирования режимов энергопотребления электросети на основе много-
слойной нейронной сети. Статья посвящена выбору оптимальной архитектуры нейросети (НС) и
метода ее обучения, обеспечивающих прогнозирование с наименьшей погрешностью. Синтезиро-
вана и протестирована многофакторная модель электропотребления на основе многослойной НС.
В рамках проведенного исследования построена НС модель, описывающая архитектуру кибер-
физической системы (КФС) прогнозирования электропотребления. Установлено, что для каждо-
го потребителя по причине значительных различий в характере энергопотребления необходимо
экспериментальным путем и подбирать параметры сети, с целью достижения минимальной по-
грешности прогнозирования. Показано, что при атипичном электропотреблении т.е. не повто-
ряющемся за периоды времени (час, день, неделя и т.д.) методы искусственного интеллекта и
глубокого машинного обучения являются эффективным инструментом решения слабо формали-
зуемых или не формализуемых задач. Разработанная модель имеет приемлемую точность (откло-
нение MSE до 15%). Для повышения точности прогноза необходимо проводить регулярное уточне-
ние модели и её настройку на фактическую ситуацию, учитывать новые аддитивные факторы,
оказывающие влияние на кривую электропотребления. Возможность использование данного уст-
ройства в системах технологического управления региональными сетевыми компаниями, состав-
ляющего основу иерархической автоматизированной информационно измерительной системы
контроля и учета электроэнергии, за счет учета и прогнозирования активной и реактивной мощ-
ности электропотребителей.

Рассмотрены методы навигации БПЛА, основанные на данных дистанционного зондирова-
ния Земли: аэро- или космо- фотоснимках высокого разрешения, обработанных специальным обра-
зом. Для видеонавигации используются ортонормированные фотоснимки местности, для навига-
ции по микрорельефу – фотоснимки, обработанные методом стереофотограмметрии. Методы
видеонавигации основаны на выделении и сопоставлении характерных точек на текущем и опор-
ном изображениях. В зависимости от наличия эталонных данных в виде фотоснимков видеонави-
гация подразделяется на одометрическую и по привязке изображений к местности. Одометриче-
ская навигация не требует эталонных данных, что является её положительной чертой, однако в
её принципы работы заложено нарастание ошибок определения навигационных параметров. Ви-
деонавигация по привязке изображения обеспечивает более высокие точностные характеристики,
но требует предварительной подготовки эталонных данных и использования бортовых вычисли-
телей с большим объемом памяти. Разработанные методы видеонавигации проверены путем
математического моделирования, результаты которого показали, что целесообразно комбиниро-
вать эти два метода. В этом случае ожидаемая точность навигации БПЛА с использованием
предложенных методов сопоставима с точностью СНС. Реализация методов видеонавигации в
бортовом вычислителе на базе одноплатного модуля NVIDIA Jetson TX2 показала их работоспо-
собность в реальном масштабе времени. Методы навигации по микрорельефу основываются на
поисковом оценивании координат БПЛА в пределах доверительного квадрата. Результаты мате-
матического моделирования навигации по микрорельефу показали, что метод работоспособен с
высокой (3-8 м) точностью как при полете БПЛА над антропогенной местностью, так и при по-
лете над естественным объектовым составом. Реализация навигации по микрорельефу в борто-
вом вычислителе, построенном на модуле Салют- Л 24ПМ2 РАЯЖ.441461.031, показала её рабо-
тоспособность в реальном масштабе времени. Предложенные методы видеонавигации и навига-
ции по микрорельефу были успешно апробированы на стенде полунатурного моделирования.
В ближайшее время предполагаются их летные испытания. Для практической реализации разра-
ботанных методов высокоточной навигации необходимо решить вопрос с обеспечением потреби-
теля эталонными данными, полученными на основе оперативной обработки актуальных космо-
или аэро- фотоснимков местности высокого разрешения.

Цель данного исследования заключается в создании компьютерной модели, которая будет
использоваться для улучшения системы пассивного отвода тепла от бассейна выдержки с двух-
фазным кольцевым термосифоном. Данная модель позволит провести анализ работы системы,
определить набор квазиоптимальных решений для ее параметров и улучшить эффективность
отвода тепла. Разработка такой модели может помочь улучшить процессы теплообмена и по-
высить эффективность работы системы в целом. Метод. Для решения поставленной задачи использовались методы математического и компьютерного моделирования, производилось изучение
механизмов передачи тепла в системе и определение оптимальных параметров для эффективного
отвода тепла, а также сравнение различных вариантов конструкции и параметров системы для
выбора наиболее эффективного решения. Использование данных методов обеспечил комплексный
подход к разработке и совершенствованию системы пассивного отвода тепла с двухфазным коль-
цевым термосифоном. Результат. Разработана компьютерная модель совершенствования сис-
темы пассивного отвода тепла от бассейна выдержки с двухфазным кольцевым термосифоном.
т а модель позволяет проводить анализ работы системы, усовершенствовать ее параметры и
улучшить эффективность отвода тепла. Создание такой модели является важным шагом в раз-
витии и совершенствовании системы, позволяя более точно прогнозировать ее работу и вносить
необходимые улучшения. Вывод. Разработанная компьютерная модель может быть использована
для дальнейших исследований, усовершенствования процессов отвода тепла и повышения эффек-
тивности работы системы в целом. Она позволяет более детально изучить процессы отвода
тепла и настроить работу системы. Модель предоставляет возможность проводить численные
расчеты, анализировать различные сценарии и оценивать эффективность изменений параметров
системы.

Рассмотрены вопросы, связанные с автоматизацией процедуры синтеза систем прикладной
фотограмметрии. Такие системы служат для измерения и учета объектов по изображениям и в
настоящее время широко применяются в различных областях деятельности, таких как карто-
графирование, археология и аэрофотосъемка. Широкому применению также способствует по-
вышение доступности и мобильности устройств для получения изображений. Все это обусловило
проведение активных исследований, направленных на разработку методического обеспечения для
систем прикладной фотограмметрии. Отслеживание в ручном режиме появления новых методов
и алгоритмов фотограмметрической обработки информации для широкой номенклатуры облас-
тей применения достаточно затруднительно, что делает актуальной автоматизацию данной
процедуры. Предлагаемое в статье решение основано на использовании базы знаний о методах
обработки информации в системах прикладной фотограмметрии, основными элементами кото-
рой являются нечеткая онтология предметной области и база данных, что логично, т.к. инфор-
мация о предметной области может быть достаточно легко структурирована. В качестве осно-
вы для онтологии было взято существующее решение, которое было дополнено на основе резуль-
татов анализа текущего состояния предметной области. Полученная онтология далее использо-
вана для поиска и классификации методов обработки информации в системах прикладной фото-
грамметрии и заполнения базы знаний. В связи с активизацией разработки новых методов обра-
ботки информации в системах прикладной фотограмметрии возникает необходимость модифи-
кации онтологии и пополнения базы данных, т. е. пополнения базы знаний. Важным источником
информации для этого является Интернет. Для автоматизации поиска данных о методах обра-
ботки информации и пополнения базы знаний целесообразно использовать большие языковые мо-
дели, благодаря которым упрощается решение нескольких задач в области обработки естествен-
ного языка, которые включают кластеризацию и формирование новых сущностей для классифи-
кации. Соответствующий метод описан в статье. Для метода приведены результаты тестиро-
вания его работоспособности. В рамках решения задач проведён сравнительный анализ больших
языковых моделей, в результате которого была вобрана модель RoBERTa.

Устойчивое прохождение ракетой-носителем атмосферного слоя, где могут возникать
разряды электричества, обеспечивается не только организационными мерами, но и предвари-
тельными наземными испытаниями. Государства, осуществляющие вывод космических аппара-
тов на орбиту, располагают специальным стендовым оборудованием. Сложилась определенная
система взглядов, реализованная в стандартах и других технических документах, требования
которых стали обязательны к выполнению. Настоящая работа является логическим продолже-
нием исследований, связанных с созданием высоковольтного стенда молниевого разряда (ВСМР),
разрабатываемого для испытаний изделий ракетно-космической техники. Основной задачей
ВСМР является генерация заданных электрических (или электромагнитных) импульсов, имити-
рующих воздействие молниевого разряда на элементы конструкции ракето-носителя. В высоко-
вольтной части ВСМР состоит из четырех генераторов импульсных токов (ГИТ-А, ГИТ-В,
ГИТ-С и ГИТ-D), последовательно подключаемых к нагрузке для создания определённой формы
общего токового импульса. Типовые нагрузки включают: стол заземления высоковольтный, стой-
ку вертикальную, приспособление на испытание пробоем. Задачей настоящего этапа работ яви-
лась проверка параметров токового импульса, возникающего при разряде генератора импульсных
токов ГИТ-А на калибровочную нагрузку, в качестве которой принимается стол заземления высо-
ковольтный. В статье представлены результаты расчетов параметров импульса компоненты
«А» в разрядном контуре в ходе развития процесса генерации импульса: до момента закоротки
емкостного накопителя и от момента закоротки. Разрядное устройство «кроубар» позволяет
подключать нагрузку по двухконтурной схеме в момент максимума разрядного тока. Разработа-
ны аналитические зависимости обеих эквивалентных электрических схем подключения контуров.
Дифференциальные уравнения решены численным методом, получены графики изменения тока и
напряжения колебательного импульса «А» в незакороченным и закороченном контурах. Моделиро-
вание позволило оценить динамические характеристики исследуемого контура при его функциони-
ровании в одном из самых быстропротекающих и энергоемких режимов работы. В целом комму-
тация разрядного контура на стенд заземления высоковольтный с подобранными параметрами
подтверждает работоспособность ВСМР и достижение удовлетворительных характеристик
заданного токового импульса, реализуемого ГИТ-А.

Структура и свойства полупроводниковых приборов в значительной степени зависят от
распределения внутреннего электрического поля, которое создается распределением ионизован-
ных примесей. Одним из способов контролируемого введения доноров, акцепторов является их
диффузия в объем полупроводника. Существование поверхностных электронных состояний в зоне
запрещенных энергий неконтролируемым образом влияет на распределение электрического поля в
поверхностной области. Целью исследования является анализ влияния поверхностных состояний
на распределение электрического поля в диффузионном n-p переходе. Задачи исследования.
1 – Разработать алгоритм численного решения уравнения Пуассона, учитывающий общую элек-
тронейтральность n-p перехода и плотность поверхностных состояний в эмиттере. 2 – Рассчи-
тать численно распределения электрического потенциала, напряжённости электрического поля,
концентрации электронов и дырок в диффузионном n-p переходе. 3 – Проанализировать влияние
поверхностных состояний на изменение внутреннего электрического поля и скорость поверхност-
ной рекомбинации неравновесных носителей заряда. В результате численно промоделировано
влияние поверхностных состояний на распределение электрического поля в диффузионном
n-p переходе в кремнии. Модель основана на численном решении уравнения Пуассона с граничными
условиями, включающими условие общей электронейтральности образца. Показано, что плот-
ность электронных состояний на поверхности эмиттера создает узкую область распределения
плотности электрического заряда. Максимальное значение модуля напряжённости электрическо-
го поля в этой области превышает аналогичное значение в n-p переходе в три раза и более. На-
пряжённость электрического поля, обусловленная поверхностным зарядом, направляет неоснов-
ные носители заряда к поверхности, что повышает эффективную скорость их рекомбинации.
Уменьшение плотности поверхностного заряда или изменение его знака является одной из задач
технологии полупроводниковых приборов.

Представлена конструкция излучателя Вивальди кардиоидной формы с прямоугольными им-
педансными вставками по краям его металлизации. Исследовано влияние импедансных вставок от
их расположения и параметров на характеристики излучателя. Приведены частотные характе-
ристики коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН), коэффициента усиления (КУ),
коэффициента полезного действия (КПД) и уровня кроссовой поляризации излучателя без импе-
дансных вставок и с ними. Разработанный излучатель является электрически компактным (элек-
трическая высота на верхней рабочей частоте равна 0,740 λ, а на нижней – 0,127 λ) и сверхширо-
кополосным (СШП) с коэффициентом перекрытия (КП) 5,809:1 в рабочей полосе частот
127,3–739,5 МГц. Ширина импедансных вставок изменялась от 5,0 мм до 25,5 мм. При этом, уве-
личение ширины приводит к небольшому расширению рабочей полосы частот и увеличению КП.
А вот КУ практически не изменяется, так как излучатель является слабонаправленным и его КУ
зависит в основном от размера апертуры. Численные значения КПД и уровня кроссовой поляриза-
ции при увеличении ширины вставок также практически не изменяются. Оптимальное значение
ширины импедансных вставок равно 25,5 мм. Высота импедансных вставок отсчитывалась от
верхней части излучателя. Рассмотрено влияние импедансных вставок высотой 60, 100, 140, 145 и
160 мм. Определено, что с увеличением их высоты ширина рабочей полосы увеличивается, однако
средний уровень КСВН в полосе частот 180–280 МГц плавно растет. КУ, КПД и уровень кроссо-
вой поляризации при увеличении высоты вставок также практически не изменяются. Оптималь-
ное значение высоты импедансных вставок равно 25,5 мм. Таким образом, введение импедансных
вставок позволяет добиться расширения рабочей полосы частот излучателя.