МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК

В данной работе рассмотрена проблема равномерного нанесения металлических покрытий методом магнетронного напыления. Разработана математическая модель расчета геометрических параметров для дуальной схемы магнетронного напыления. На основе математической модели создана компьютерная программа для расчета распределения напыляемого слоя и неравномерности его нанесения. По экспериментальным данным получены коэффициенты, характеризующие материал и режим напыления. Проведены исследования по поиску оптимальных кинематических параметров и параметров конструкции вакуумной установки, при которых неравномерность толщины нанесенного покрытия достигает минимального значения.

В работе представлено математическое описание прямого распространения сигнала в нейронной сети на основе двухслойного персептрона.  Рассмотрен алгоритм обучения нейронной сети методом градиентного спуска, который заключается в минимизации ошибки на выходе сети. Показано, что для минимизации ошибки в распознавании образов требуется использовать алгоритм обратного распространения, при этом ошибка нейронов внутреннего слоя вычисляется на основании ошибки нейронов выходного слоя. Данные алгоритмы реализованы в среде Matlab, в качестве объекта распознавания были использованы изображения цифр от 0 до 9. Показано, что предварительно обученная нейронная сеть позволяет правильно определить цифру, изображение которой представлено для распознавания.

В работе представлено решение задачи излучения планарной линзы Люнеберга из пяти концентрических слоев диэлектрика, расположенных между двумя металлическими пластинами. Исследования выполнялись для линзы с частотной дисперсией, при этом вектор напряженности электрического поля параллелен пластинам. Показано, что диэлектрическая проницаемость слоев зависит от длины волны и расстояния между пластинами. Расчеты выполнялись для основной моды H₁₀ и длины волны 3 см . Методом конечных элементов определено положение фокуса линзы и получено, что при выбранной геометрии и длине волны фокус существенно смещен внутрь линзы. Представлена диаграмма направленности планарной линзы Люнеберга и показано, что результаты электродинамического моделирования соответствуют теоретическим расчетам.

В работе рассмотрены схемы турбо-кодов с последовательным и параллельным соединением сверточных кодов. Получены оценки помехоустойчивости турбо-кодов с использованием MAP – алгоритма при декодировании. Расчеты выполнялись для различного числа итераций и различной длины информационной последовательности. Также приведены результаты вычислений для разных схем формирования сверточных кодов. Рассмотрены аппроксимации МАР-алгоритма для сокращения времени вычислений при декодировании. По результатам исследований сделан вывод о том, что при малом отношении энергии бита к спектральной плотности мощности шума предпочтительной является схема с параллельным соединением сверточных кодов.

Исследован облучатель с секторной диаграммой направленности в Е- и Н-плоскостях. Облучатель представляет собой решетку одномодовых волноводов, расположенных в узлах прямоугольной сетки. В качестве диаграммообразующей схемы в обеих плоскостях применялась однокаскадная шахматная схема. Данная конструкция может быть использована в качестве облучателя коллиматора, а также как излучатель в фазированных антенных решетках с ограниченным углом сканирования. Секторная диаграмма направленности позволяет уменьшить взаимное влияние элементов решетки, подавляет интерференционные максимумы, увеличивает коэффициент усиления, уменьшает число управляемых элементов фазированной антенной решетки. Проведено исследование диаграммы направленности такой конструкции. Оценивалась ширина главного лепестка по уровню минус 1 дБ и минус 3 дБ, уровень боковых лепестков, полоса рабочих частот. Результаты были получены путем электродинамического моделирования методом конечных элементов.

В последнее время всё более актуальной становится проблема навигации внутри помещений, а также предоставления пользователям услуг, основанных на определении их местоположения. Разрабатываемое устройство предназначено для определения местоположения внутри помещений с использованием инерциальных датчиков при отсутствии возможности позиционирования по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем. Проведен краткий обзор и анализ существующих аналогичных зарубежных устройств и систем навигации внутри помещений. Предложен вариант реализации устройства для определения положения в пространстве на основе инерциальных датчиков. Разработаны функциональная, структурная и принципиальная электрическая  схемы устройства. Приведен внешний вид опытного образца.  

В данной статье рассматривается возможность создания систем позиционирования  и мониторинга статуса людей и передвижного имущества, таких как скорая помощь, пожарных отрядов и других общественных служб и их оборудования внутри помещений и снаружи. Навигация внутри помещения осуществляется по технологии совмещения инерциальной навигации и локальной радионавигационной системы на основе ретрансляторов сигналов ГЛОНАСС/GPS. Предложен способ реализации приемного тракта персонального навигационного комплекта на отечественной элементной базе. В работе также рассмотрен вариант системы навигации и мониторинга статуса людей, разработанной с применением инерциальной навигации и системы датчиков различных типов.

Исследуемые элементы предназначены для работы в фазированной антенной решетке миллиметрового диапазона длин волн с широкоугольным электрическим сканированием луча. Целью исследования является выбор необходимой формы и размеров волноводно-диэлектрического излучателя для обеспечения хорошего согласования антенной решетки со свободным пространством в заданном секторе электрического сканирования луча. Для расчета характеристик волноводно-диэлектрических излучателей с учетом взаимного влияния элементов используется модель ячейки  бесконечной антенной решетки, что позволяет получить приемлемые результаты для антенных решеток применяемых размеров при минимизации затрат машинного времени. Приводятся диаграммы направленностей излучателей и антенных решеток на их основе.

Одним из важнейших условий устойчивой работы лазера является соблюдение требуемой геометрии резонатора. Разъюстировка в единицы угловых минут приводит к значительному снижению энергии и ухудшению пространственных характеристик излучения. В условиях постановки эксперимента в режиме удаленного доступа возникла потребность в системе автоматической юстировки резонатора с дистанционным управлением. Предложены алгоритмы процесса автоматической юстировки резонатора твердотельного лазера. Разработано устройство автоматической юстировки резонатора лабораторного лазера. Показана конструкция устройства и его система управления. Система юстировки построена по классической схеме системы автоматического регулирования с обратной связью. В качестве критерия юстировки выбран максимум энергии импульса излучения лазера.

Настоящая работа посвящена выбору вейвлетного базиса и метода определения спектрального порога, оптимально подходящих для решения задачи фильтрации шумов сигнала Терагерцового импульсного спектрометра. Также в работе описана работа алгоритма фильтрации и представлены полученные результаты.

Рассмотрен метод местоопределения, позволяющий определить относительные координаты фазового центра антенны навигационного приемника. Ставится задача оценивания навигационных параметров при неоднозначных измерениях. Рассматриваются особенности закона распределения неоднозначных измерений. Детально описывается алгоритм определения вектора оцениваемых параметров с использованием процедуры разрешения целочисленных неоднозначностей путем минимизации квадратичной формы. Предлагается способ проверки корректности алгоритма. Приводятся результаты и анализ проверки работы алгоритма для систем GPSи ГЛОНАСС.

Статья посвящена оценке дальности зондирования ветрового корреляционного лидара в ультрафиолетовом спектральном диапазоне. Показано, что при переходе в УФ спектральный диапазон дальность зондирования ветрового заметно уменьшается, что обусловлено увеличением ослабления атмосферы из-за поглощения озоном и различием характеристик лазерных источников и приемников в видимом и УФ диапазонах.

Изучено расширение модели движения заряженных частиц в потоке. Проведен анализ различных приближений 1 D модели и реконструированы фазовые траектории амплитуды электрического поля в потоке и плотности частиц в потоке при различных скоростях возбуждений.

В работе рассмотрены схемы стабилизации частоты излучения полупроводникового лазера, которые могут быть применены в космических оптико-электронных приборах. Подробно описывается конструкция лазерного излучателя с пассивным методом стабилизации. Приводятся полученные результаты. Автор анализирует проблемы разработки подобных приборов и рассматривает способы их решения. В работе представлены пути модернизации описанной конструкции. Показаны схемы и методы стабилизации частоты излучения с помощью эталонных газовых ячеек. В работе уделено особое внимание способам повышения надежности и методам контроля характеристик устройства.

Предложена система на основе когерентного рефлектометра для контроля утечек в подводных трубопроводах. Достигнуто повышение длины распределённого волоконно-оптического сенсора благодаря применению каскадов усилителей одновременно с повышением частоты опроса благодаря его разбиению на отдельные чувствительные участки, сканирование которых производится параллельно. Проведён расчёт влияния спонтанных шумов каскада эрбиевых усилителей на соотношение сигнал/шум системы.

Предлагается разработать конструкцию силового привода линейного перемещения высокой точности позиционирования с применением шагового двигателя и роликовинтовой передачи на выходном звене. Механизмы линейных перемещений широко используются в робототехнике, оптико-механических и авиационных приборах. Линейные актуаторы представляют собой механизмы, преобразующие электрическую энергию во вращательное движение с помощью электродвигателя, и затем в поступательное движение с помощью винтового механизма. Использование в качестве винтового механизма роликовинтовой передачи позволит существенно сократить габариты.

Разрабатываемая установка предназначена для бесконтактного измерения расстояния. Использована схема лазерного оптодальнометрирования с изменением направления распространения излучения. Установка обладает отсчетной системой, позволяющей фиксировать 4800 точек пространства в секунду. Обеспечена дальность измерений в 30 метров на естественных поверхностях с точностью 0,15 м.

Представлен анализ упругого элемента и оптимизация его размеров для поставленной задачи. Основной задачей является использование в данном элементе балок равного сопротивления изгибающему моменту с целью показать их преимущества. Был произведен сравнительный анализ всех параметров. По результатам исследований разработан датчик ускорения с использованием четырехлопастной пружины и фольгового тензорезистора.

В данной работе проведен анализ консольной балки на изгиб. Также оптимизированы габаритные размеры с сохранением точности измерений и чувствительности балки к нагрузкам. Для анализа и построения модели использовалось программное обеспечение SolidWorks 2013, а для помощи в проведении расчетов MathCad. В итоге был разработан   силоизмерительный модуль на основе оптимизированной балки, удовлетворяющий заданным характеристикам.

Представлен анализ упругого элемента и оптимизация его размеров для решения поставленной задачи с использованием специализированного ПО.Под выбором оптимальных размеров упругого элемента в этой работе понимается, минимизирование габаритов датчика с сохранением точности измерений.Основным средством исследования послужил пакет инструментов SolidWorks и Mathcad. По результатам исследований разработан датчик давления с использованием мембраны и фольгового тензорезистора.