Рассматривается метод определения диффузионных длин неосновных носителей заряда, основанный на анализе спектральных характеристик планарного электронно-дырочного перехода. Толщина освещаемой области ступенчато уменьшалась методом химического травления. По изменению сигнала для излучения в области сильного поглощения определялась эффективная длина затягивания неосновных носителей заряда. При последовательном удалении слоев регистрировалось изменение электропроводности освещаемой области. Это позволило построить профиль легирования и определить напряженность встроенного электрического поля неоднородно легированного слоя. Полученные результаты дали возможность рассчитать диффузионную длину неосновных носителей заряда. Приводится пример реализации описанного метода для фотодиода на основе InSb. Предлагаемая методика может быть эффективно использована для определения небольших значений диффузионных длин неоднородно легированных слоев.
В статье приведены сведения о структуре неохлаждаемого фотоприемного устройства на основе соединения InGaAsSb, для спектрального диапазона 1,7...2,3 мкм. Приведены данные об интегральной чувствительности, спектральных, шумовых и пороговых характеристиках ФПУ в диапазоне температур (223-323 К). Обнаружительная способность при комнатной температуре достигала значений D*(λmax,1000.1)=9.4.1010 W-1.cm.Hz1/2. Динамический диапазон составил 64 дБ.
В настоящей статье рассмотрены методы вычисления взаимно корреляционной функции при определении диспарантности по изображениям стереопары, формируемым стереоскопической системой технического зрения. В процессе определения диспарантности необходимо найти точку на втором изображении стереопары по заданной точке первого изображения, что может быть сделано путем нахождения максимума взаимно корреляционной функции. Рассматривается возможность уменьшения объема вычислений во временной области при использовании непозиционной системы исчисления, называемой также системой остаточных классов. В результате моделирования на основе системы позиционного исчисления и системы остаточных классов с использованием сходных по форме функций, смещенных по оси Х относительно друг друга, а также при использовании реальных стереоизображений показано совпадение главных максимумов взаимно корреляционной функции при существенном уменьшении объема вычислений.
В статье обсуждаются вопросы построения систем телевизионной гиперспектральной визуализации. Приводятся примеры практического использования разномасштабных изображений. Рассматривается комбинированная гиперспектральная система, имеющая два канала: первый для наблюдения в мелком масштабе, выполняемый на базе интерферометра Фабри-Перо, и второй для наблюдения в крупном масштабе, выполняемый на базе призмы. Рассматриваются принципы построения каналов комбинированной гиперспектральной системы, основанных на сканировании по пространственной и спектральной координате. Предлагается вариант построения многоракурсной (многощелевой) гиперспектральной системы для призменного варианта на основе принципа сканирования по пространственной координате. Анализируется возможность реализации многоракурсного канала при использовании мегапиксельного фотоприемника с повышенной чувствительностью. Приводятся исходные и расчетные данные. Рассматриваются структурные электрические и оптические схемы, анализируются достигаемые технические характеристики.
В статье рассматриваются вопросы компьютерного моделирования алгоритмов обработки спектральных изображений, а именно: процедура повышения их четкости. Для этой цели используется спектральное изображение, получаемое от гиперспектрометра, а также дополнительная информация с цветной видеокамеры высокого разрешения. Гиперспектрометр и цветная видеокамера образуют гипеспектральную систему, в которой возможна реализация различных процедур обработки. В статье рассмотрен сравнительно несложный алгоритм обработки, использующий теорию ретинекса Э. Лэнда. Приводится структурная схема этапов обработки изображения, а также результаты компьютерного моделирования с использованием реальных спектральных изображений. Анализируются сравнительные количественные характеристики эталонных и обработанных изображений. Показано путем моделирования, что при незначительных пространственных искажениях количество особых точек (градиентов) изображения, а, следовательно, и четкость исходного спектрального изображения возрастает в несколько раз.
В статье рассматриваются вопросы компьютерного моделирования процессов формирования спектральных изображений в гиперспектральной системе на основе интерферометра Фабри-Перо, предназначенной для работы в видимом диапазоне спектра. Рассматривается математическая модель гиперспектральной системы и ее основные варьируемые параметры для оценки получаемых характеристик спектральной избирательности. Приводится структурная схема, иллюстрирующая процесс моделирования. Приводятся результаты компьютерного моделирования. Приводятся характеристики спектральной избирательности, полученные при компьютерном моделировании, в зависимости от величины воздушного зазора между зеркальными пластинами интерферометра Фабри-Перо, при фиксированном угле падения лучистого потока. Показана возможность одноканальной и трехканальной регистрации спектральных откликов интерферометра, соответствующих RGB каналам стандартного цветного матричного фотоприемника. Анализируются варианты структурных схем гиперспектральной системы, исходя из имеющихся компромиссов между чувствительностью системы, ее спектральной избирательностью, быстродействием, точностью, разрешающей способностью и сложностью реализации.
Статья посвящена аналитическому обзору состояния и перспектив развития видеоспектральных компараторов, предназначенных для технических исследований документов. Данная аппаратура относится к спектрозональным телевизионным системам, позволяющим получать изображения в различных участках видимого и ближнего инфракрасного диапазона спектра. Телевизионная спектрозональная визуализация в настоящее время является одним из методов системного исследования документов и рукописно-книжных памятников. Развитие спектрозональной визуализации изначально связано с фотографическими методами исследований. Телевизионные и оптико-электронные устройства позволили перейти к принципиально новой аппаратной базе вследствие целого ряда преимуществ: контрастной и спектральной чувствительности, оперативности контроля и обработки изображений. Видеоспектральные компараторы являются примером такой аппаратуры, где в комплексе решаются основные задачи, связанные с техническими исследованиями документов.
Исследуется симметричная 2-адическая сложность обобщенных циклотомических последовательностей Холла, период которых равен степени простого числа. Для определения последовательностей применяются обобщенные циклотомические классы. Показано, что рассмотренные последовательности обладают высокой симметричной 2-адической сложностью. Метод исследования основан на применении обобщенных гауссовых периодов.
Оконные функции применяются при обработке радиолокационных сигналов с целью снизить нежелательный эффект маскирования слабого сигнала движущейся цели мощными отражениями от неподвижных или медленно движущихся объектов. В радиолокационных системах с излучением и приемом на одну антенну сигналов с псевдослучайным законом амплитудно-фазовой манипуляции эффективность оконных функций ослабевает. В статье показано, что псевдослучайные паузы между фазоманипулированными импульсами псевдослучайной длительности влияют на результат взвешивания обрабатываемого сигнала оконной функцией. Определены параметры зондирующего сигнала и его сегментной обработки, при которых процедура взвешивания становится эффективной. Предложен алгоритм нормализации и интерполяции сжатых сегментов амплитудно-фазоманипулированного сигнала. Полученные результаты подтверждены моделированием обработки аддитивной смеси эхо-сигналов с разными доплеровскими частотами.
Работа содержит критический анализ методов и результатов, используемых и применяемых в настоящее время в теории конденсированного состояния вещества. Разработан единый математический аппарат – метод функционального интегрирования, который в равной мере применим ко всем основным распределениям статистической физики: микроканоническому, каноническому и большому каноническому распределению. В рамках этого метода выполнена точная факторизация конфигурационного интеграла по атомным координатам и установлена связь между микроканоническим и каноническим ансамблями. Показано, что межатомные взаимодействия могут быть исключены путем перенормировки внешних случайных полей, а случайные внешние поля могут быть исключены перенормировкой межатомных потенциалов. Предложена новая постановка задач равновесной статистической механики как динамической теории поля с гамильтонианом, зависящим от температуры.
Предложен метод релятивистского описания динамики систем взаимодействующих частиц через вспомогательное поле, которое в статическом режиме эквивалентно заданным межатомным потенциалам, а в динамическом режиме является классическим релятивистским полем. Установлено, что для статических межатомных потенциалов общего вида вспомогательное поле представляет собой композицию элементарных полей, удовлетворяющих уравнениям типа Клейна-Гордона. Каждое элементарное поле характеризуется комплексным параметром – аналогом вещественной массы в уравнении Клейна-Гордона. Взаимодействие между частицами через вспомогательное поле, нелокально как по пространственным переменным, так и по времени. Исследованы качественные свойства решений уравнений, описывающих вспомогательное поле. Установлены релятивистские механизмы как термодинамического поведения, так и синергетических эффектов в малочастичных системах.
Термодинамические свойства конденсированных систем определяются межатомными потенциалами, короткодействующие части которых ограничивают локальную плотность системы, а дальнодействующие части формируют поля, определяющие динамику взаимодействующих атомов. В обобщенной решеточной модели короткодействующие части межатомных потенциалов учитываются с помощью введения собственных атомных объемов. При этом, в отличие от обычных решеточных моделей, атомные объемы разных компонентов системы могут отличаться друг от друга. Наличие короткодействующих частей межатомных потенциалов учитывается с помощью условия плотной упаковки. Помимо атомов в системе предполагается наличие вакансий, которые составляют один из компонентов системы. Вклад вакансий в термодинамические функции учитывается с помощью энтропийного члена. Дальнодействующие части межатомных взаимодействий учитываются в рамках самосогласованного приближения. Установлена связь обобщенной решеточной модели с приближением Гинзбурга-Ландау, исследована связь между характеристиками межатомных потенциалов и свойствами границ раздела фаз.
В данной работе проведено теоретическое исследование возможности идентификации крутильной моды колебаний на фоне продольно-сдвиговой в несимметричных МЭ композитах Метглас / GaAs и Метглас / биморфный LN Zyl + 45°. Определено, что для изучения крутильной моды МЭ эффекта рекомендуется применять МЭ композиты с биморфным LN Zyl + 45° в качестве пьезоэлектрика. Обусловлено это тем, что МЭ композите с биморфным LN Zyl + 45° продольносдвиговая мода не возбуждается и МЭ коэффициент по напряжению определяется вкладом только крутильной моды колебаний.
Современные тепловые трубы (ТТ), являясь специальными устройствами охлаждения, эффективно обеспечивают непрерывный отвод тепловой энергии. В настоящее время в РЭС широкое применение получил класс ТТ, корпуса которых изготовлены в виде профилей специальной конструкции из алюминиевых сплавов. Для получения компьютерной модели были разработаны геометрическая, тепловая и математическая модели ТТ. Так же выполнена серия расчетов, которые позволили визуализировать морфологию теплового поля ТТ и выявить влияние дефектов разных типов. В рамках бесконтактной технологии диагностики качества ТТ разработана новая компьютерная модель теплового поля, обеспечивающая объективность трактовки сигнала при тепловизионной диагностике качества.
В рамках генерации и селекции морфологических признаков теплового поля и информационного принципа были разработаны и реализованы для тепловых труб методики расчета информативности. Первая методика отличается применением энергетического принципа и обеспечивает повышенную чувствительность к локальным искажениям теплового поля профильной тепловой трубы. Вторая методика реализована по методу накопленных частот и Шеннона, отличается применением как теоретических, так и экспериментальных выборок.
В данной работе исследована зависимость сдвига линии ферромагнитного резонанса в слоистых структурах на основе железо-иттриевого граната (ЖИГ) на подложке гадолиний-галиевого граната (ГГГ) от величины внешнего электрического поля и параметров различных пьезоэлектриков (цирконат-титанат свинца (ЦТС), Лангасит). Активное развитие современной СВЧ-техники приводит к исследованию и созданию новых слоистых структур из материалов, обладающих различными физическими свойствами, которые можно комбинировать: магнитные и сегнетоэлектрические, магнитные и полупроводниковые и т.д. В результате исследования получены зависимости сдвигов линии ферромагнитного резонанса от параметров пьезоэлектриков (в основном, от величины диэлектрической проницаемости) в слоистых структурах ЖИГ-ГГГ-ЦТС, ЖИГ-ГГГ-Лангасит. Полученные результаты показывают, что эффект сдвига линии ферромагнитного резонанса можно использовать для разработки новых управляемых СВЧ-устройств, принцип работы которых основан на электронной перестройке резонансных характеристик с помощью электрического поля и выборе типа пьезоэлектрика.
В данной работе исследован магнитоэлектрический харвестер для биомедицины на основе магнитострикционно-пьезоэлектрической композитной структуры АМАГ-ЦТС. Активное развитие современной электроники приводит к комплексному теоретическому и экспериментальному исследованию новых материалов, в которых проявляется связь между их магнитными и электрическими свойствами, а именно – магнитоэлектрический эффект (МЭ). МЭ харвестер для биомедицины, подключенный параллельно МЭ датчику, является частью полноценного высокочувствительного устройства для магнитокардиографии и выполняет роль резервного источника питания, собирая и запасая энергию для питания генератора, являющегося источником переменного магнитного поля для МЭ датчика магнитного поля. Было проведено экспериментальное исследование МЭ эффекта в магнитострикционно-пьезоэлектрической композитной структуре харвестера, получены зависимости выходного напряжения и МЭ коэффициента композитной структуры от частоты.
В статье приведен обзор различных магнитоэлектрических композитов, которые исследовались в режиме измерения тока. В последнее время проводятся исследования со структурами как разомкнутого, так и замкнутого типов. Приводится сравнение существующих на данный момент МЭ датчиков тока. Исследование замкнутых МЭ структур позволит в будущем использовать их в качестве датчиков тока и реализовать на их основе бесконтактную систему измерения как больших, так и малых токов.
Влияние одноосного сжимающего напряжения на электрокалорический эффект в двухслойной структуре на основе титаната бария исследовано при помощи термодинамического подхода Ландау-Гинзбурга. В качестве модельного материала использован титанат бария. Показано, что электрокалорический эффект можно регулировать с помощью одноосного сжимающего напряжения. Применение сжимающего напряжения является эффективным подходом для повышения электрокалорического эффекта в сегнетоэлектрической керамике. Сжимающее напряжение в рассматриваемой двухслойной магнитострикционно-сегнетоэлектрической структуре является следствием механически связанных слоев сегнетоэлектрика и магнитострикционного материала.
Изучена зависимость мультикалорического эффекта в двухслойной структуре на основе титаната бария и феррита кобальта от объемной доли сегнетоэлектрика при использовании термодинамического подхода Ландау-Гинзбурга. Показано, что электрокалорический эффект можно регулировать с помощью объемной доли сегнетоэлектрика. Приложение магнитного поля является эффективным подходом для повышения мультикалорического эффекта в магнитострикционно-сегнетоэлектрической структуре. Выбор магнитной компоненты оптимального состава, позволяющей создать в сегнетоэлектрическом слое необходимое механическое напряжение и обладающей магнитокалорическим эффектом в соответствующем диапазоне температур, позволит повысить мультикалорический эффект в двухслойной структуре.
Статья посвящена исследованию проблемы применения электроосмоса в пористых и капиллярных системах тепловых труб, предназначенных для использования в системах охлаждения радиоаппаратуры. Использование электроосмоса в тепловых трубах уменьшит гравитационную зависимость теплового сопротивления тепловой трубы и позволит контролировать ее производительность. В статье представлены результаты практической реализации электроосмотических насосов, используемых в системах охлаждения. В заключении рассмотрены перспективы использования электроосмоса в тепловых трубах.
Статья посвящена моделированию магнитоэлектрического материала для антенн. В ней обсуждается эффект, наблюдаемый в магнитоэлектрических градиентных структурах. Градиентные магнитоэлектрические структуры представляют собой новый тип композитных структур, состоящий из магнитоэлектрического материала и искусственного диэлектрика. Рассматривается новый принцип управления волновыми свойствами антенны, основанный на геометрическом смещении точки возбуждения за счет приложения внешнего электрического поля. Использование искусственного диэлектрика в мультиферроидной структуре позволит более гибко управлять областями преобразования магнитостатической поверхностной волны в электромагнитную волну, что в практическом плане даст новые возможности для управления характеристиками антенн. В результате расчётов на основе разработанной модели путем подбора значений стационарных магнитного и электрического полей, и значений диэлектрической проницаемости слоя искусственного диэлектрика было получено заключение о возможности управляемого преобразования магнитостатической поверхностной волны в электромагнитную волну.
В работе представлен обзор применения нано- и ультрадисперсных порошков в качестве функциональных добавок при различных способах дуговой сварки (наплавки) плавлением. Рассмотрены способы введения нано- и ультрадисперсных порошков в жидкую сварочную ванну. Приведены результаты экспериментальных исследований процессов пайки. Сформулированы задачи дальнейших исследований в области практического применения нано- и ультрадисперсных материалов для соединительных технологий.
Технология MIMO позволяет создавать виртуальные антенные решётки, значительно сокращая количество приемных и передающих каналов по сравнению с классическими фазированными антенными решётками (ФАР). При этом сохраняются характеристики антенной системы (ширина диаграммы направленности, коэффициент усиления) и, как следствие, характеристики радара (угловое разрешение, дальность обнаружения). Уменьшение числа каналов приёма и передачи приводит к значительному снижению стоимости РЛС в целом. В статье описана математическая модель MIMO-радара и ее программная реализация на платформе Digilent Zedboard. Приведены результаты моделирования и отработки аппаратно-программной реализации алгоритма обработки. Дана оценка степени загрузки кристалла Xilinx Zynq XC7Z020, стоящего на платформе Digilent Zedboard.
Предложен новый, математически эффективный метод решения векторного уравнения дифракции на незамкнутой цилиндрической поверхности. В основе метода лежит выделение главного оператора, определение функциональных пространств и сведение операторного уравнения к уравнению Фредгольма второго рода. В качестве пространств используются пространства Соболева, учитывающие условие Мейкснера на ребре. В выбранных пространствах главный оператор ограничен, обратим и обратный оператор также непрерывен. Развит проекционный метод решения операторных уравнений.
Предложен новый, математически эффективный метод решения векторного уравнения дифракции на незамкнутой поверхности вращения. В основе метода лежит выделение главного оператора, определение функциональных пространств и сведение операторного уравнения к уравнению Фредгольма второго рода. В качестве пространств используются пространства Соболева, учитывающие условие Мейкснера на ребре. В выбранных пространствах главный оператор ограничен, обратим и обратный оператор также ограничен. Развит проекционный метод решения операторных уравнений.
