Проведен сравнительный анализ микроволновой активности графитов различных марок, выступающих в роли рецепторов, которые способствуют преобразованию сверхвысокочастотной электромагнитной энергии в тепловую, в синтезах углеродных наноструктур. В качестве поставщика углерода для синтезируемых наноматериалов и прекурсора железного катализатора процесса синтеза применялся ферроцен — соединение из группы элементоорганических веществ металлоценового типа. Показано, что во всех случаях микроволновая обработка смесей графитов с ферроценом приводит к образованию углеродных наноструктур, среди которых идентифицированы переплетенные жгуты изогнутых многостенных углеродных нанотрубок диаметром 16‒70 нм с характерной «спичечной» морфологией, содержащие частицы катализатора на концах и включенные внутрь трубок, а также капсулированные в углеродные сферы; зафиксированы трехмерные наноструктуры графен / УНТ, луковичные наночастицы, пакеты графеновых плоскостей. Приведены данные электронной микроскопии (ПЭМ, СЭМ) и рентгенофазового анализа полученных нанообъектов.

Динамика колебаний одномерной атомной цепочки исследуется в гармоническом приближении с учетом запаздывания межатомных взаимодействий. Обнаружено, что запаздывание взаимодействий между частицами приводит к радикальной перестройке динамики одномерной гармонической цепочки. В частности, из-за запаздывания взаимодействий стационарные свободные колебания в атомной цепочке невозможны. Получен критерий отсутствия нарастающих колебаний в системе, этот критерий является условием стабильности цепочки. Показано, что при погружении устойчивой цепочки частиц с запаздывающими взаимодействиями между ними в переменное внешнее поле система переходит в стационарное состояние, которое зависит как от свойств системы, так и от характеристик внешнего поля. Это стационарное состояние было интерпретировано как динамическое равновесие между атомной цепочкой и внешним полем.

Показано, что учет поля, посредством которого происходит взаимодействие между частицами, и принципа причинности позволяет вывести кинетическое уравнение для микроскопической функции распределения, позволяющее описать необратимую эволюцию системы частиц без привлечения каких-либо вероятностных гипотез. Введено вспомогательное скалярное поле для описания динамики системы нейтральных частиц (атомов) в рамках классической теории поля. Доказано, что класс стабильных межатомных потенциалов допускает представление в виде суперпозиции потенциалов Юкавы. Получена полная система уравнений релятивистской динамики системы, состоящей из атомов и вспомогательного поля. Предложенный релятивистско-полевой подход к описанию динамики систем может быть использован как без-вероятностный метод построения микроскопической термодинамики и кинетики как макроскопических, так и «малых» систем, в том числе и наносистем.

Предложен новый метод вычисления функций распределения, характеризующих степень неоднородности макроскопических сред. Введенные функции распределения строятся на основе процедуры сглаживания по определенному объему, величину которого можно выбирать достаточно произвольно, в зависимости от типа поставленной задачи. Показано, что функции распределения могут быть выражены в терминах локальных тензорных полей, использование которых упрощает процедуру замыкания иерархии кинетических уравнений благодаря прозрачному физическому смыслу тензорных полей. На основе предложенного метода рассмотрена задача линейного отклика и получено аналитическое выражение для реакции локальной плотности среды на малое внешнее механическое возмущение. Показано, что полученное выражение для распределения плотности совпадает с результатом расчетов, проведенных на основе производящего функционала в эргодическом приближеннии Вейля.

Приведено теоретическое обоснование необходимости термостабилизации лазерных диодов, представляющих собой систему накачки твердотельного лазера. Представлена тепловая модель системы термостабилизации диодных линеек накачки лазера. Выполнено исследование работы системы термостабилизации с представленным лазером в диапазоне температур окружающей среды от 218,2 до 333,2 К и получена зависимость температуры диодных линеек накачки от температуры окружающей среды. Изучены предельные характеристики системы термостабилизации в диапазоне температур окружающей среды от 218,2 до 333,2 К, получена зависимость максимальной допустимой мощности тепловыделения в системе накачки от температуры окружающей среды. Предложены и исследованы возможные варианты улучшения характеристик системы термостабилизации: увеличение производительности насоса, изменение площади внутренней поверхности теплообменника, замена элементов Пельтье на более холодопроизводительные.

Рассмотрена методика формирования компактной (SPICE) модели интегрального конденсатора, изготовленного с помощью биполярной технологии на основе барьерной емкости p-n перехода база — коллектор биполярного транзистора. В отличие от дискретного аналога интегральный конденсатор характеризуется большим числом параметров, что связано с наличием паразитных резистивных и емкостных компонентов. Поэтому процесс формирования макромодели интегрального конденсатора предполагает экстракцию пяти параметров: двух резисторов и трех параметров, необходимых для описания барьерной емкости. На базе синтезированной макромодели выполнен расчет ряда характеристик интегрального конденсатора. включая вольт-фарадную и частотную зависимость добротности. Предложенная методика синтеза компактной модели интегрального конденсатора быть использована для формирования макромоделей других типов интегральных конденсаторов с использованием барьерной емкости, а также МОП конденсаторов для динамической памяти и паразитных емкостей шин межсоединений интегральных схем.

Статья посвящена принципам расчёта параметров взаимодействия постоянных магнитов и электромагнитов, расположенных радиально в бесколлекторном электродвигателе типа «мотор-колесо». Приводятся сведения о распределении механических сил в двигателе, примеры расчёта электромагнитных усилий, информация о типе формирования фаз, соединения обмоток в мотор-колесе. Приводятся вычисления минимально необходимой длины проводника, а также количества витков проводника, намотанного на катушку электромагнита, с учетом радиального расположения электромагнита в составе мотор-колеса. Применение описанных в данной статье методик расчета позволяет создать различные конфигурации электродвигателей и мотор-колес для решения широкого спектра задач. Развитие данной технологии в России позволит выйти на конкурентоспособный уровень в сфере создания персонального электротранспорта, робототехнических средств и других устройств, использующих электродвигатели.

Представлена технология измерения расстояний путем излучения света (лазер) и замера времени возвращения этого отражённого света на приёмник. Для этого используются современные приборы — ЛИДАРы, представляющие собой активный дальномер оптического диапазона. Разработана архитектура компоновщика *.las файлов, формирующего на основе ЛИДАР’ных данных облака точек. Рассмотрены параметры, которые измеряются системой ЛИДАР и являются основой *.las файлов. Изучена структура и содержание файлов с массивами точек ЛИДАР’ных данных. Результатом работы является разработка алгоритма, используемого для синтеза 3D-модели сканируемой области и выделения изображения нужного объекта на базе облака точек окружающей среды. Достоинством предложенного метода является высокая точность обнаружения объекта (несколько сантиметров на расстоянии 100 метров) наряду с универсальностью, позволяющей использовать его для широкого спектра применения.

Статья посвящена практической реализации радиолокационного синтезирования апертуры (РСА) X/L-диапазона для малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. В ней представлена структурная схема разработанного прототипа радиолокационной системы и дано описание структурных схем основных функциональных блоков: блока формирования и обработки сигналов, блока обработки координат, блока формирования радиолокационного изображения. Дана оценка требуемых для реализации обработки сигналов ресурсов программируемой логической интегральной микросхемы. В конце статьи приведены примеры радиолокационных изображений, полученных в ходе натурных испытаний прототипа РЛС. Новизна разработки обуславливается применением шумоподобных квазинепрерывных сигналов и возможностью получения радиолокационного изображения земной поверхности в режиме реального времени. Использование квазинепрерывных сигналов позволяет повысить скрытность и помехоустойчивость системы, а также снизить пиковую мощность передатчика. Данные особенности являются необходимыми для размещения радиолокационной системы с РСА на малогабаритных беспилотных летательных аппаратах.

Описана реализация малогабаритной радиолокационной системы (РЛС) S/C-диапазона для охраны объектов. Актуальность разработки обусловлена наличием проблемы несанкционированного доступа на закрытые объекты, а также объекты энергетического сектора, такие как газо/нефтепроводы. Наибольшую опасность в плане незаметного проникновения на охраняемую территорию в последнее время представляют собой беспилотные летательные аппараты, позволяющие не только проводить качественную фото- и видеосъёмку, но и осуществлять перенос грузов, представляющих потенциальную угрозу безопасности объекта. Разработанная РЛС осуществляет всепогодное и круглосуточное обнаружение малоразмерных подвижных целей. Использование технологии фазового метода измерения угловых координат позволило отказаться от движущихся частей конструкции, значительно повысив её надёжность, а также увеличить интервалы обслуживания. Применение широкополосных сложных сигналов с большой базой (квазинепрерывный режим работы) обеспечивает повышенную помехоустойчивость, скрытность и дальность обнаружения.

Современные активные фазированные антенные решетки имеют высокую плотность упаковки приемо-передающих модулей, численность которых может достигать нескольких тысяч элементов в зависимости от решаемых задач. При работе всей системы КПД приемо-передающего модуля составляет порядка 20-30%. В результате высокой плотности упаковки элементов активных фазированых антенных решеток выделяется большое количество теплоты, которая должна быть рассеяна. Традиционное охлаждение воздухом из-за низкой эффективности используется только в системах длинноволнового диапазона. Большинство современных активных фазированых антенных решеток охлаждаются жидкостью, а также при помощи организации теплоотвода тепловыми трубками. В статье продемонстрирован метод термозащиты, позволяющий повысить надежность приемо-передающего модуля. Также представлены результаты работы термозащиты.

Обсуждается аддитивно-мультипликативная модель геометрического шума фотоприемника инфракрасного диапазона и анализируется влияние флуктуационного шума на процесс двухточечной коррекции. Рассматривается метод формирования реальных тестовых изображений, а также метод компьютерного моделирования тестовых эталонных изображений равномерного фона с геометрическим шумом в смеси с флуктуационным. Исследуется раздельное влияние составляющих флуктуационного шума на величину остаточного геометрического шума. Описываются результаты компьютерного моделирования, показывающие возможность возникновения корреляции между флуктуационными составляющими шума, которые учитываются при вычислении коэффициентов компенсации и в процессе самой компенсации, что приводит к изменению характера дисперсии остаточного геометрического шума в изображениях, соответствующих промежуточным значениям средней яркости между опорными точками. Приводятся графики зависимостей и примеры реальных и компьютерных тестовых изображений геометрического шума фотоприемника.

С целью получения обоснованных практических результатов исследования инфокоммуникационных систем и сетей связи, а также их последующего применения для решения задач глубинного обучения в статье рассматривается программная реализация задачи анализа равномерно и нормально распределенных случайных величин. Наряду с теоретическим анализом в статье представлены результаты проведенных экспериментальных исследований. Рассматривается равномерное и нормальное распределение. Приведено решение задачи преобразования случайной выборки так, чтобы она подчинялась стандартному нормальному распределению. Сгенерированы последовательности случайных величин. Последовательности были просуммированы поэлементно. Решена задача вычисления функции плотности, среднего значения и дисперсии суммы двух равномерно распределенных случайных величин. Выполнено преобразование равномерного распределения в нормальное распределение. Для двух независимых и одинаково равномерно распределенных случайных величин найдена двумерная функция плотности. Программная реализация выполнена с помощью программы математического моделирования Matlab. Результаты теоретических исследований и программной реализации показаны на графиках.

Приводится описание конструкции фотоприемника, содержащего два встречно включенных фотодиода. Один из них расположен на освещаемой, а второй — на тыльной стороне кристалла. В цепи первого фотодиода предложено использовать подключаемое дополнительное внешнее сопротивление. При отключенном сопротивлении фотоприемник обладал широкополосной спектральной характеристикой. Подключение внешнего сопротивления изменяло широкополосную характеристику на селективную. Подавление сигнала в коротковолновой области происходило за счет его компенсации встречно включенным напряжением, на объемном сопротивлении базовой области. На примере криогенного InSb фотоприемника показана высокая эффективность подавления коротковолнового излучения. В селективном режиме работы при замкнутом ключе наблюдалось ослабление коротковолнового сигнала почти в 10³ раз по сравнению с широкополосным режимом при разомкнутом ключе.

Рассматриваются основные отличия гиперспектральных систем от мультиспектральных систем, а также принципы формирования гиперспектральных изображений (гиперкуба данных) и их обработки с целью анализа спектральных характеристик исследуемых объектов. Кроме этого, рассматриваются варианты построения гиперспектральных систем видимого диапазона на основе методов пространственного и спектрального сканирования. Подробно описывается гиперспектральная система видимого диапазона на основе интерферометра Фабри — Перо. Приводится ее структурная схема и принцип работы. Анализируются технические характеристики проектируемой гиперспектральной системы, а также рассматриваются вопросы ее математического и полунатурного моделирования, что, в свою очередь, позволяет минимизировать ошибки, связанные с анализом спектральных характеристик, а также обеспечивает возможность отработки алгоритмов работы данной системы при решении задач обнаружения объектов. Приводятся аналитические выражения для оценки спектральной избирательности системы.

Рассматривается технологический цикл изготовления активного элемента рНЕМТ-транзистора с длиной затвора 0,25 мкм в составе СВЧ монолитной интегральной схемы на арсениде галлия. Основной областью применения этой технологии является проектирование монолитных интегральных схем с рабочими частотами до Ku-диапазона (18 ГГц). Разработаны требования к уровню основных параметров интегрального рНЕМТ-транзистора. В качестве исходной гетероструктуры выбрана рНЕМТ-структура с двухсторонним наполнением канала электронами — DpHEMT-структура, обеспечивающая низкие значения коэффициента шума и высокий уровень удельной выходной СВЧ-мощности. Рассмотрены способы формирования металлизации Т-образного затвора, улучшающие адгезию наносимой в дальнейшем пассивирующей пленки SiO₂. Проведен анализ конструкций подзатворных канавок СВЧ рНЕМТ-транзисторов. Методами ИК Фурье-спектроскопии исследована структура низкотемпературных плёнок SiO₂, полученных химическим осаждением из газовой фазы. Для устранения дефицита по кислороду в пленках использовался фотонный отжиг. Омические контакты на пластине создавались при помощи «взрывной» литографии после процесса вакуумного напыления необходимой системы металлов AuGe/Mo/Au/Mo. Данная система металлизации, включающая Mo, в отличие от систем на основе Ni, обладает рядом преимуществ. Разработанные транзисторы для СВЧ монолитных интегральных схем малошумящих усилителей и усилителей мощности Ku-диапазона удовлетворяют требуемому уровню основных параметров интегрального рНЕМТ-транзистора на арсениде галлия.

Проведено компьютерное моделирование метаструктуры на основе четырех сплит-кольцевых резонаторов с включением ферритовых элементов ЖИГ (железо-иттриевый гранат) на подложке ГГГ (галлий-гадолиниевый гранат) с целью исследования возможности перестройки линии ферромагнитного резонанса четырех ферритовых резонаторов под действием внешнего магнитного поля. Показана конструкция метаструктуры на основе четырех сплит-кольцевых резонаторов с размещением ферритовых элементов ЖИГ-ГГГ и эквивалентная схема подключения резонаторов. Данная структура рассматривалась ранее в плане использования для разработки микрополоскового фильтра. Моделирование осуществлялось с помощью инструмента для трехмерного моделирования ВЧ/СВЧ полей HFSS Ansoft. Полученные в результате проведенного моделирования амплитудно-частотные характеристики ферромагнитного резонанса показывают возможность перестройки резонансной линии под действием внешнего магнитного поля.

В современных условиях успешное развитие электронной техники обусловлено исследованием и внедрением новых материалов с широким диапазоном физических свойств для создания на их основе приборов и устройств, работающих на новых физических принципах. Последние несколько десятилетий характеризовались значительным ростом активности в области исследования материалов, в которых обнаруживается взаимосвязь электрических и магнитных свойств. Особый интерес представляют магнитоэлектрические материалы, свойства которых проявляются при комнатных температурах и относительно небольших магнитных полях, поскольку такие материалы являются перспективными для практических применений. В работе представлена конструкция и рассмотрен принцип действия магнитоэлектрического СВЧ-фильтра. Проведено моделирование в программе HFSS Ansoft, получены амплитудно-частотные характеристики фильтра.

Изложены основные принципы применения слоистых структур нового типа, магнитоэлектрических градиентных структур при проектировании электронно-управляемых сверхвысокочастотных устройств. Показано, что магнитоэлектрические градиентные структуры представляют собой сложные композиты, в состав которых входят композитные материалы — слоистый мультиферроик и искусственный диэлектрик. На основе построенной ранее математической модели методом численного моделирования получены спектры собственных волн, распространяющихся в магнитоэлектрической градиентной структуре, при разных значениях прикладываемого внешнего электрического поля и относительной диэлектрической проницаемости слоя искусственного диэлектрика. Установлен взаимопротивоположный характер влияния этих факторов на дисперсионные характеристики, что закладывает основу для разработки принципов проектирования новых сверхвысокочастотных устройств на основе представленного в исследовании слоистого композитного материала.

Представлены результаты моделирования спектра магнитного резонанса в феррит-пьезоэлектрических слоистых структурах при воздействии на образец внешнего электрического поля. Внешнее постоянное электрическое поле приводит к появлению в ферритовой компоненте дополнительной магнитной анизотропии, которая является неоднородной по толщине образца. Рассмотрено решение уравнения движения намагниченности ферритовой компоненты с учетом электрически индуцированной магнитной анизотропии. В расчетах учтены изгибные деформации образца. Результаты моделирования представлены на примере слоистых структур на основе железо-иттриевого граната и титаната-цирконата свинца. Для двухслойных и трехслойных структур получены значения уширения линии магнитного резонанса. Найдены оптимальные значения толщин слоев для получения максимального уширения резонансный линий. Результаты работы представляют интерес с точки зрения использования в феррит-пьезоэлектрических микроволновых устройствах.

Предложен новый, математически корректный, метод электродинамического анализа бесконечных антенных решеток. В основе метода лежит изучение свойств функции Грина бесконечной периодичной решетки. На первом этапе двумерное интегральное уравнение сведено к одномерному интегральному уравнению. Затем путем выделения главной части, непрерывно обратимого оператора, выявлена структура уравнения. Впервые показано, что главный оператор такой же, как и в задаче электродинамического анализа одиночного излучателя. Предложен численно-аналитический метод расчета фазированных антенных решеток.

Периодическая система элементов начинается с атома водорода; свойства которого определяют её общие черты. Сегодня необходимо переосмыслить историю создания его теории, упростить и осовременить используемые методы. В предлагаемой статье рассматривается ряд знакомых проблем, решённых незнакомыми методами, простыми и короткими. Все они основаны на глубоком проникновении в суть задачи.

Предложена концепция интеллектуального чат-бота, совмещающего в себе возможность интеграции с популярными мессенджерами и обновляемую на основании потребностей пользователей базу знаний. Рассмотрена процедура исследования и разработки бота расписания занятий Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого для социальной сети ВКонтакте на языке программирования Python. Задачей разработки являлось улучшение качества обслуживания студентов и преподавателей университета за счет внедрения чат-бота расписания. Чат-бот отображает пользователю расписание занятий по имени группы или имени преподавателя. Описаны этапы разработки от сбора данных с сайта университета до развёртывания бота на хостинге. Кроме того, рассматривается API, как мост между сайтом университета и ботом.

Данная статья поднимает проблему концентрации внимания дистанционных и инклюзивных групп при изучении учебного материала. Обосновывается возможность применения нейротехнологий в образовательном процессе. Описывается возможное решение повышения внимания у обучающихся для улучшения их успеваемости, что будет являться следствием усвоения большого объёма материала за короткий промежуток времени, с использованием нейроинтерфейсов. Это позволяет всесторонне оценить степень готовности головного мозга обучающегося воспринимать новую информацию. Также описываются возможные трудности, которые могут возникнуть при разработке программного обеспечения. Рассматриваются технические средства контроля внимания обучающихся, имеющиеся на мировом рынке, их достоинства и недостатки.

Рассмотрена методика расчёта калорических эффектов в мультиферроиках, включая магнитокалорический, электрокалорический, барокалорический и мультикалорический эффекты. Проанализирована возможность увеличения калорических эффектов в материалах, обладающих магнитоэлектрическим эффектом, а также возможность создания композиционных магнитоэлектрических материалов, в которых приложение одного поля приводит к индуцированию калорических эффектов разной физической природы, обусловленному механической связью между компонентами композиционного материала. Результаты работы представляют интерес с точки зрения получения комплекса характеристик слоистых структур, необходимых для создания твердотельных охладителей с целью повышения надежности элементной базы микроэлектроники.

В предлагаемой статье показано, что в гармонических системах координат псевдотензор энергии-импульса гравитационного поля τ^αβ является однозначной функцией характеристик макроскопических тел.