Введение. В современных радиотехнических системах задачи радиомониторинга требуют применения антенн с широким диапазоном рабочих частот. Одно из возможных решений – использование двухзаходной фрактальной антенны. В настоящей статье оценивается перспектива применения такой конструкции в задачах радиомониторинга.
Цель работы. Оценка возможности использования сверхширокополосной двухзаходной фрактальной антенны с согласующим устройством, расположенной на подвижной металлической платформе, для задач радиомониторинга в диапазоне частот 0.3…10 ГГц.
Материалы и методы. Конструкция и входные характеристики антенны определялись в среде электродинамического моделирования методом моментов. Для воспроизведения условий, соответствующих наличию монтажной металлической конструкции, на этапе моделирования и эксперимента применялся металлический экран, выполняющий функцию эквивалентной замены. Практическое измерение характеристик антенны проводилось на векторном анализаторе цепей Keysight E5063A. Расстояние до экрана как при моделировании, так и в эксперименте составляло 130, 260, 310 и 660 мм.
Результаты. В результате компьютерного моделирования установлено, что экран способствует значительным колебаниям входных характеристик фрактальной антенны, при этом увеличивается коэффициент усиления антенны. Антенна формирует многолучевую диаграмму направленности. Измерения коэффициента стоячей волны показали допустимое согласование во всем частотном диапазоне.
Заключение. Сверхширокополосная фрактальная антенна с согласующим устройством, расположенная на подвижной металлической платформе, может применяться для радиомониторинга. Для обеспечения оптимального согласования с трактом возбуждения рекомендуется выбирать расстояние 260…310 мм между антенной и металлической конструкцией.

Введение. Повышение электрической прочности планарных сегнетоэлектрических конденсаторов является ключевой задачей для их применения в управляемых СВЧ-устройствах. В статье рассмотрена четырехэлектродная конструкция конденсатора, позволяющая решить данную проблему. Приведены результаты аналитического расчета и численного моделирования распределения электрического поля для двухэлектродной и четырехэлектродной конструкций, получена количественная оценка управляемости для обеих структур. Помимо повышения электрической прочности переход к четырехэлектродной конструкции затрагивает и смежные характеристики конденсатора. В связи с этим дополнительно рассмотрены возможность подавления паразитной модуляции емкости переменным напряжением и выбор материала подложки по тепловым и технологическим критериям. Таким образом, представленное исследование обеспечивает комплексный анализ методов улучшения характеристик планарного сегнетоэлектрического конденсатора.
Цель работы. Исследование метода увеличения управляемости (электрической прочности) планарных конденсаторов, а также анализ таких факторов, как модуляция емкости переменным полем и выбор материала подложки по тепловым и технологическим характеристикам.
Материалы и методы. Численное моделирование характеристик конденсаторов проводилось с помощью специального программного обеспечения.
Результаты. Проведены электродинамическое моделирование и аналитический расчет конденсаторных структур. Сделана количественная оценка управляемости различных планарных конденсаторных структур. Выполнено сравнение различных материалов диэлектрических подложек для сегнетоэлектрических конденсаторов. Проведен количественный анализ влияния модуляции емкости СВЧ-сигналом.
Заключение. Показано, что четырехэлектродная конструкция выдерживает больший уровень управляющего напряжения по сравнению с классическим двухэлектродным конденсатором, а следовательно, имеет большую управляемость (возросла на 50 %). Показано, что при амплитуде постоянного напряжения, большего амплитуды переменного, модуляция емкости уменьшается. Продемонстрированы сравнительные характеристики некоторых материалов подложки.

Введение. Оценка угла места (высоты) низколетящей цели является важной задачей радиолокации. Сложность решения задачи вызвана присутствием в принимаемом сигнале помимо прямого сигнала цели сигнала, рассеянного поверхностью. При абсолютно плоской поверхности этот сигнал может быть представлен как сигнал точечного источника – антипода, который является зеркальным изображением цели. Сигналы цели и антипода сильно коррелированы. Это не позволяет использовать для оценки спектральные методы сверхразрешения, такие как MUSIC и Root MUSIC. Эффективным способом разрушения корреляции является перестройка несущей частоты излучаемого сигнала в каждом периоде повторения.
Цель работы. Исследование возможности и качества оценки угла места низколетящей цели в случае использования методов спектрального анализа MUSIC и Root MUSIC при перестройке от импульса к импульсу несущей частоты зондирующего сигнала.
Материалы и методы. Для решения поставленной задачи представлена математическая модель радиолокатора с цифровой антенной решеткой и сигнала низколетящей над плоской и абсолютно проводящей поверхностью цели. Для определения ширины полосы перестройки несущей частоты использован энтропийный критерий.
Результаты. На основе энтропийного критерия решена задача выбора ширины полосы перестройки несущей частоты. Показано, что оптимальная ширина полосы частот составляет примерно 0.12 от среднего значения несущей частоты. Методом математического моделирования определена точность оценки угла места цели в зависимости от отношения сигнал/шум, высоты цели, количества элементов антенной решетки и ширины диапазона перестройки несущей частоты для методов MUSIC и Root MUSIC.
Заключение. Полученные в ходе математического моделирования данные свидетельствуют о возможности точной оценки угла места низколетящей цели в радиолокаторах с цифровыми антенными решетками при перестройке несущей частоты зондирующего сигнала в каждом периоде повторения. Дальнейшие исследования будут посвящены изучению влияния наличия в сигнале антипода диффузионной компоненты, порождаемой шероховатостью поверхности.

Введение. Многополосные и многочастотные сигналы находят широкое применение в радиолокации. Использование активных фазированных антенных решеток (ФАР), имеющих в каждом пространственном канале приема свой передатчик и приемник, открывает дополнительные возможности для скрытной работы РЛС, что повышает ее помехозащищенность и электромагнитную совместимость. В статье исследуется энергетическая скрытность РЛС с многочастотным зондирующим сигналом с пространственно-частотной модуляцией в плоской многоэлементной ФАР по срав нению с аналогичным многочастотным сигналом без дополнительной пространственной модуляции.
Цель работы. Анализ характеристик направленности и энергетической скрытности в режиме излучения многополосного эквидистантного по частоте квазинепрерывного сигнала РЛС с плоской приемо-передающей активной ФАР (АФАР) при использовании дополнительной пространственно-частотной модуляции.
Материалы и методы. Анализ скрытности выполняется с помощью классического энергетического приемника (ЭП) с входным фильтром и амплитудным детектором. Для получения характеристик скрытности в пространстве азимутальных углов и углов места используется компьютерное моделирование работы РЛС и ЭП, а также аппарат функций неопределенности (ФН) во временной, частотной и пространственной областях. Рассматриваются реальные сигналы с квазинепрерывным излучением и низкой скважностью.
Результаты. С помощью компьютерной модели построены угловые зависимости интенсивности сигналов в накопительном фильтре ЭП для РЛС с ФАР без пространственной модуляции и с пространственной модуляцией. Получены оценки выигрыша в уровне сигнала, поступающего на вход накопительного фильтра ЭП при различных расположениях на частотной оси многополосного сигнала относительно центральной частоты накопительного фильтра. Анализ производился при полном и половинном совпадении спектра сигнала с полосой фильтра ЭП. Для трех видов сигналов получены количественные соотношения в среднем уровне сигнала в накопительном фильтре ЭП. Сравнение энергетической скрытности РЛС с пространственной модуляцией и обычной РЛС с аналогичным по энергетике и числу полос многочастотным зондирующим сигналом проводилось при полной идентичности основных параметров сигналов и ФАР. В статье приводится структурная схема РЛС с многополосным сигналом и АФАР, а также структурная схема каналов приема, соответствующая технологии MIMO.
Заключение. Проведенные исследования подтвердили возможность и эффективность введения дополнительной пространственной модуляции многополосного сигнала в РЛС с АФАР для повышения скрытности ее работы. Предложенная структура формирования и обработки сигнала с пространственно-частотной модуляцией технологична и может быть реализована на современной элементной базе цифровой схемотехники.

Введение. В современных системах помощи водителю важную роль играют радары миллиметрового диапазона (mmWave). Однако в условиях городской застройки эффективность традиционных методов оценки направления прихода сигнала (DOA) снижается из-за эффектов многолучевого распространения, порождающих ложные цели. В статье рассматривается метод распознавания сигналов, вызванных однократным отражением и многолучевым распространением, и оценки их направления прихода.
Цель работы. Разработка и экспериментальное исследование комплексного подхода к оценке угловых координат объектов в MIMO-радарах при наличии многолучевого распространения.
Материалы и методы. Реализован двухэтапный конвейер обработки сигналов. На первом этапе выполняется предварительная классификация типа радиолокационного сценария (прямая видимость, многолучевое распространение, множественная цель) с использованием сверточной нейронной сети. На втором этапе осуществляется оценка направления прихода сигнала с помощью стандартного метода MUSIC и метода MUSIC с реконструкцией корреляционной матрицы сигнала. Обучение и проверка выполнялись на гибридном наборе данных, состоящем из данных, сформированных с помощью модели распространения сигнала, и реальных измерений с MIMO-радара TI AWR1843.
Результаты. Предложенный подход позволяет с высокой точностью разрешать сценарии распространения сигнала и оценивать угловые координаты. Исследования проводились на открытом датасете. Показано, что результат классификации согласуется с математической моделью распространения сигнала.
Заключение. Результаты подтверждают эффективность применения предложенного подхода для обнаружения многолучевого распространения, что позволяет повысить надежность оценки сцены MIMO-радаром.

Введение. Управление поверхностными свойствами тонкопленочных органических систем, такими, как смачиваемость и адгезия, является ключевой задачей для их применения в оптоэлектронике и фотонике. Модификация поверхности за счет введения наночастиц – перспективный подход к целенаправленному изменению этих свойств. В частности, изучение влияния фуллеренов на свободную поверхностную энергию (СПЭ) органических пленок открывает возможности для создания материалов с заданными функциональными характеристиками, например оптических ограничителей лазерного излучения.
Цель работы. Экспериментальное исследование влияния фуллерена C70 на свободную поверхностную энергию и ее составляющие (полярную и дисперсионную) тонких пленок 2-циклооктиламино-5-нитропиридина (COANP). Расчет СПЭ для трех образцов методом OWRK на основе измерения краевых углов смачивания.
Материалы и методы. Объекты исследования: тонкие пленки COANP, сенсибилизированные фуллереном C70, сформированные методом центрифугирования на стеклянных подложках. Измерение краевых углов смачивания проведено на специализированной установке OCA 15EC с использованием дистиллированной воды и жидкого вазелина ЛП-004836. Обработка сечения капли выполнялась методом аппроксимации эллипсом в программном обеспечении прибора.
Результаты. Показано, что введение фуллеренов C70 в объем органической пленки приводит к существенному изменению ее поверхности: значительному снижению общей поверхностной энергии и кардинальному изменению ее структуры за счет резкого уменьшения полярной составляющей. Установлена зависимость поверхностных свойств от концентрации наночастиц. Обсуждается вклад модификации поверхности в такие нелинейно-оптические механизмы, как отражение лазерного пучка, что важно для объяснения снижения энергии проходящего мощного излучения в сенсибилизированных системах.
Заключение. Полученные результаты демонстрируют возможность целенаправленного управления поверхностной энергией и смачиваемостью тонкопленочных систем COANP посредством их сенсибилизации фуллеренами. Установленные закономерности открывают перспективы для применения данных материалов в устройствах оптоэлектроники и фотоники, включая оптические ограничители, модуляторы и дисплейные элементы, где ключевую роль играют контролируемые адгезионные и нелинейно-оптические свойства.

Введение. Высокочастотные переключатели каналов (ПК) на основе материалов с фазовым переходом вскоре могут стать новым доступным типом переключателей на рынке. На данный момент сообщается о ряде лабораторий, которые подошли вплотную к коммерческой реализации. Такие переключатели имеют перспективы по ряду показателей качества и продолжают совершенствоваться.
Цель работы. Обзор переключателей на основе материалов с фазовым переходом, возможностей их коммерческой реализации и достижимых параметров.
Материалы и методы. Методология включает обзор и сравнительный анализ существующих технологий переключателей, их физических принципов работы и характеристик для систематизации данных из научных публикаций по материалам с фазовым переходом, конструкциям переключателей на основе этих материалов, методам управления и их электрофизическим моделям. Исследование носит теоретико-аналитический характер и преимущественно основано на литературных источниках, опубликованных за последние 10 лет.
Результаты. В статье рассмотрен принцип работы, конструкционные особенности, применимые материалы, эквивалентные схемы и достижимые параметры переключателей на материалах с фазовым переходом. Сформулированы их достоинства и недостатки.
Заключение. Переключатели на основе материалов с фазовым переходом (PCM) действительно могут стать альтернативой доминирующим сейчас полупроводниковым решениям: они имеют хороший показатель FOM, конкурентные значения уровней изоляции и вносимых потерь, кроме того, являются достаточно миниатюрными и легко интегрируются с КМОП. Результаты, представленные в литературе, демонстрируют высокую степень готовности ПК на PCM к коммерческой реализации. Ограниченный ресурс и большое время переключения пока являются слабыми местами рассмотренных ПК. Тем не менее дальнейшая оптимизация структур позволит увеличить ресурс и улучшить показатели качества таких устройств, что, возможно, приведет к появлению на рынке нового класса переключателей.

Введение. Современные тенденции развития железнодорожного транспорта, связанные с повышением скоростей и грузонапряженности, предъявляют новые требования к системам технического диагностирования. Особую критическую значимость приобретает контроль состояния колесных пар, поскольку их дефекты напрямую влияют на безопасность движения. Традиционные методы диагностики требуют остановки состава и обладают низкой оперативностью. Существующие оптические системы зачастую неспособны функционировать в условиях высокоскоростного движения и интенсивных электромагнитных помех, что серьезно затрудняет непрерывный мониторинг.
Цель работы. Разработка и апробация автоматизированной оптической системы, обеспечивающей высокоскоростной мониторинг геометрии поверхности катания колес в реальном времени без остановки подвижного состава.
Материалы и методы. Предлагаемая система размещается ниже головки рельса и включает массив из восьми термостабилизированных импульсных лазеров, синхронизированных с высокочувствительными КМОП-матрицами. Методологической основой служит темнопольная схема регистрации, позволяющая селективно отделять сигнал от дефектов на фоне помех. Для устранения интерференционных искажений применяется оригинальный алгоритм последовательного раздельного сканирования элементов колеса. Обработка полученных данных выполняется с использованием алгоритмов на основе искусственного интеллекта. Экспериментальная проверка реализуется в лабораторных условиях на стенде и в ходе натурных испытаний на железнодорожном перегоне.
Результаты. Эксперименты подтверждают устойчивую работоспособность системы при скоростях движения до 100 км/ч, а т акже ее высокую помехоустойчивость к электромагнитным воздействиям. Интеллектуальные алгоритмы обработки данных обеспечивают определение геометрических параметров профиля колеса с точностью до 0.2 мм. Применение искусственного интеллекта позволяет эффективно подавлять остаточные помехи, регистрируемые матрицей.
Заключение. Разработанная система демонстрирует значительное преимущество перед традиционными методами, обеспечивая оперативный контроль без остановки движения. В отличие от существующих аналогов предложенное решение адаптировано к эксплуатации в сложных условиях высоких скоростей и помех. Внедрение данной технологии закладывает основу для перехода к предиктивной аналитике и техническому обслуживанию по фактическому состоянию в железнодорожной отрасли.

Введение. Постуральная устойчивость обеспечивает надежность двигательного поведения, однако стабилометрические показатели могут зависеть от сенсорных, когнитивных, физических и позиционных факторов.
Цель работы. Оценка влияния внешних факторов на стабилометрические показатели постурального контроля у здоровых людей.
Материалы и методы. В пилотном исследовании с повторными измерениями участвовали 9 здоровых добровольцев (23.5 ± 0.5 лет). Каждый участник выполнял 9 тестов: базовую стойку, стойки на одной ноге, условия темноты и шума, когнитивную и физическую нагрузки, использование смартфона и стойку с дополнительным грузом. С помощью платформы Kistler и программ Qualisys Track Manager и Visual 3D регистрировали 6 пространственных и скоростных показателей центра давления (ЦД). Различия оценивали критерием Фридмана с последующими парными сравнениями критерием Уилкоксона и поправкой Холма.
Результаты. При сравнении девяти условий тестирования по критерию Фридмана статистически значимые различия между условиями выявлены для каждого из шести стабилометрических показателей (p < 0.001). Наиболее устойчивые различия относительно базовой стойки наблюдались в одноопорных стойках: для левой ноги – по всем показателям; для правой – по всем, кроме фронтального диапазона (pHolm= 0.031). При нагрузке 7 кг выявлено снижение длины пути ЦД (pHolm= 0.031). Для когнитивной нагрузки, темноты, шума, физической нагрузки и использования смартфона большинство различий после поправки Холма статистически не подтверждено.
Заключение. Стабилометрические показатели зависят от условий тестирования, наиболее выраженные изменения наблюдаются при уменьшении площади опоры. Протокол позволяет количественно оценивать постуральную устойчивость в различных условиях. Малый объем выборки и отсутствие нормировки дополнительной нагрузки относительно массы тела ограничивают обобщение результатов. Надежность, воспроизводимость и практическая значимость протокола требуют проверки на расширенной выборке.