Введение. В настоящее время для повышения помехоустойчивости приема многопозиционных сигналов в каналах с переменными параметрами применяют различные сигнальные конструкции (СК). В частности, в системах связи и телевизионном стандарте DVB-T2 это сигналы квадратурной амплитудной модуляции (КАМ) с трансформированными констелляционными диаграммами. Однако существующие модели СК при практических расчетах систем связи не учитывают случайный характер изменения фаз трансформированного сигнального созвездия. Это, в свою очередь, приводит к расхождению аналитического значения вероятности ошибки с реальным вследствие асинхронизма в радиолинии. Предлагаемая модель СК и полученное аналитическое соотношение позволяют учитывать вносимые фазовые искажения в каналах с переменными параметрами.
Цель работы. Разработка теоретических предложений по повышению эффективности приема сигналов КАМ в радиоканалах с переменными параметрами.
Материалы и методы. Рассматриваемая трансформированная модель СК и полученное аналитическое соотношение описаны на основе теории связи, теории сигналов в предметной области методов исследования помехоустойчивости. Это, в свою очередь, позволяет проанализировать влияние фазовых искажений в каналах с переменными параметрами на значение вероятности ошибки приема элементов сигналов КАМ.
Результаты. Предложена трансформированная модель СК с улучшенными энергетическими характеристиками и аналитическое соотношение для расчета вероятности ошибки приема элементов сигналов КАМ. Сформулированы теоретические предложения по повышению помехоустойчивости приема многопозиционных сигналов в каналах с переменными параметрами.
Заключение. Разработанные теоретические предложения по повышению помехоустойчивости многопозиционных квадратурных сигнальных конструкций в каналах с переменными параметрами позволяют улучшить их энергетические характеристики с учетом фазовых искажений, вносимых каналом связи. Представленная зависимость дает возможность оценить взаимосвязь между значениями вероятности парной ошибки приема элементов сигналов КАМ и пределами изменения фазовых сдвигов, вносимых каналом связи с переменными параметрами. Кроме того, указанные теоретические предложения предопределили направления дальнейших исследований, заключающиеся в разработке научно-практических предложений по повышению помехоустойчивости квадратурных многопозиционных сигналов: алгоритм и структурную схему компенсации фазовых сдвигов, вносимых в каналах связи; обработку амплитудных значений сигнала, предполагающую различие трактов по частоте-поляризации и определяющую точность устранения фазовых искажений.

Введение. Технология печатных плат является наиболее распространенной в современном электронном приборостроении. Платы для СВЧ-диапазона частот изготавливаются на основе фольгированных композитных материалов, в частности на основе политетрафторэтилена. В данный момент отечественное производство подобного класса материалов отсутствует. Информация, касающаяся зарубежной технологии изготовления композитного материала и влияния наполнителя на его характеристики, является закрытой. Поэтому актуальной задачей является поиск и исследование свойств композитных материалов для СВЧ-применения со свойствами, аналогичными зарубежным аналогам.
Цель работы. Экспериментальное определение зависимости электрических и механических свойств композитного материала на основе политетрафторэтилена от концентрации и размера фракции диоксида титана.
Материалы и методы. Механические свойства образцов композитного материала измерялись методом гидростатического взвешивания. Исследовались прочность и относительное удлинение при разрыве с помощью разрывной машины РМИ-250. СВЧ-параметры определялись с помощью метода Николсона–Росса–Вейра.
Результаты. Представлены результаты экспериментального исследования механических свойств и СВЧпараметров экспериментальных образцов композитного материала на основе политетрафторэтилена: с 10 %-м содержанием керамических порошков диоксида титана (размер фракции 10, 49 и 126 мкм); с 5, 10 и 15 %-м содержанием керамического порошка диоксида титана (размер фракций у политетрафторэтилена – 49 мкм и у диоксида титана – 126 мкм).
Заключение. Результаты демонстрируют перспективность применения композиций на основе PTFE и порошка диоксида титана в качестве основы для СВЧ-материалов. Установлена корреляция между процентным содержанием вводимого керамического наполнителя и СВЧ-параметрами материала. Исследования продемонстрировали незначительное отличие в СВЧ-свойствах изготовленных образцов композитного материала при различном соотношении между размерами частиц диоксида титана и PTFE. Однако при этом наблюдается значительное снижение их механических свойств.

Введение. Ошибки пеленгации ухудшают качество работы любой пеленгационной системы. При работе фазового пеленгатора причиной ошибок в том числе является неидентичность приемных каналов. Исследования влияния антенн на ошибки пеленгации, а также поиск способа уменьшения этих ошибок являются актуальными задачами, поскольку позволяют улучшить качество работы всей пеленгационной системы.
Цель работы. Исследование влияния антенн миллиметрового диапазона на ошибки фазового пеленгатора.
Материалы и методы. Для серии из четырех антенн миллиметрового диапазона были получены пространственные отсчеты коэффициентов усиления, отсчеты фазовых диаграмм и значения комплексного коэффициента отражения. На основе полученных характеристик для нескольких пространственных направлений были сформированы матрицы характеристик. Для каждой матрицы была найдена L-норма. По различиям полученных L-норм делались выводы о степени различия матриц характеристик антенн. По степени схожести матриц характеристик антенны были попарно сгруппированы. L-нормы матриц антенн из одной пары различались несущественно по сравнению с различиями L-норм матриц антенн из второй пары. Для каждой пары антенн определялись пеленг и ошибки пеленгации в диапазоне углов ϕ: −15…15° с шагом в 1°.
Результаты. Полученные значения ошибок пеленгации для двух поочередно использованных пар антенн различаются во всем рассмотренном диапазоне углов. Причем пара антенн с меньшей разницей L-норм характеризуется меньшим уровнем ошибок пеленгации. В большинстве точек углового диапазона разница ошибок пеленгации для двух пар антенн попадает в промежуток значений от 0.5 до 0.1°. На границах углового диапазона ошибки пеленгации возрастают, наибольшая разница в 0.5° наблюдается при угле ϕ = 15°.
Заключение. В результате исследования определено, что различия характеристик антенн, установленных в одну фазометрическую базу, приводят к увеличению ошибок пеленгации. Предложен способ количественной оценки неидентичности антенн. Применяя предложенный способ, можно группировать антенны в фазометрических базах, что позволит снизить ошибки пеленгации фазовым методом.

Введение. Модальное резервирование (МР) – новый способ резервирования электрических цепей за счет сильной электромагнитной связи между их проводниками, не только повышающий надежность, но и обеспечивающий электромагнитную совместимость. MР может быть полезным для критически важных радиоэлектронных устройств, например космических аппаратов, которые должны работать не только стабильно и непрерывно, но и при экстремальных температурах. Между тем до сих пор МР исследовалось только при комнатной температуре, без учета климатических условий.
Цель работы. Представление результатов экспериментального исследования частотных характеристик печатных плат с МР при низкой и высокой температурах для оценки эффективности МР до и после отказов.
Материалы и методы. В НПЦ "Полюс" (г. Томск) изготовлены макеты печатных плат (ПП) из отечественного материала марки СТФ, содержащие микрополосковую линию без МР и с его применением, имитирующие работу без отказов и с отказами двух видов. С помощью векторного анализатора цепей исследовались частотные зависимости S-параметров макетов при изменении температуры в климатической камере тепла-холода от –50 до 150 °С. Измерялись коэффициенты передачи и отражения в обоих направлениях распространения сигналов.
Результаты. Показано, что в рабочей цепи печатных плат с МР при повышении температуры от комнатной до 150 °С все S-параметры увеличиваются максимально до 2 дБ при отсутствии отказов и до 29 дБ при их наличии. При снижении температуры до –50 °С эти параметры увеличиваются максимально до 0.8 дБ при отсутствии отказов и до 23 дБ при их наличии. При низкой температуре наблюдается повышение резонансных частот до 500 МГц, а при высокой – их снижение. Выявлено, что почти во всем исследуемом диапазоне частот параметры 12 S и 21 S для печатных плат с МР до 1.2 дБ меньше, чем без МР, а после отказов до 0.5 дБ меньше, чем до отказов. Параметры 11 S и 22 S после отказа типа короткого замыкания в среднем на 5 дБ меньше, чем до отказа и без МР, а после отказа типа холостого хода – на 4 дБ выше.
Заключение. Показано, что эффект МР сохраняется после отказа, почти не влияя на полезный сигнал, за исключением высоких температур, при которых диапазон рабочих частот полезного сигнала может значительно уменьшиться. В перспективе целесообразно уменьшение чувствительности характеристик к изменению температуры за счет выбора других материалов ПП, а также исследование излучаемых эмиссий от печатных плат с МР до и после отказов при влиянии климатических условий.

Введение. В настоящее время развитие систем мониторинга и сбора данных ведет к тому, что поток генерируемой информации непрерывно растет. Повышение частоты дискретизации аналого-цифрового преобразователя, увеличение быстродействия систем первичной обработки, приема и передачи информации и другие факторы приводят к тому, что система функционирует, приближаясь к пределу пропускной способности интерфейсов передачи данных. В некоторых приложениях такой поток является избыточным и может быть оптимизирован за счет применения различных алгоритмов первичной обработки информации. Однако в ряде приложений сокращение потока данных является невозможным, так как обработка информации происходит значительно позже ее получения. Поэтому является актуальной разработка методологии программного обеспечения (ПО) управления и сбора данных в системе автоматического мониторинга морской поверхности гидрологическим радиолокатором.
Цель работы. Синтез методологии и разработка ПО управления информационной системой радиолокационного мониторинга морской поверхности.
Материалы и методы. Системный подход, архитектурное и алгоритмическое проектирование ПО, методы управления качеством ПО, системный анализ, фреймворк Qt, язык программирования C++.
Результаты. Получена рабочая методология проектирования ПО управления информационно-измерительными системами с большим объемом генерируемой информации. Эффективность методологии и качество разработанного ПО подтверждены контрольными испытаниями. Стабильность и надежность системы протестирована долгосрочными автономными испытаниями в течение 3 месяцев. Фактические информационные потери в системе составили менее 0.002 %, что не превысило критический уровень в 0.5 %, определенный в техническом задании.
Заключение. Разработанная методология позволяет эффективно решать задачи проектирования ПО управления информационно-измерительными системами с большим объемом генерируемой информации. Используемые подходы построения многопоточной архитектуры ПО с асинхронным управлением потоками данных показывают высокую эффективность при решении поставленной задачи.

Введение. Обнаружение треков – одна из основных задач, решаемых системой траекторной обработки (СТО). Известным и эффективным методом обнаружения треков является преобразование Хафа (Hough Transform). Трек считается обнаруженным, если количество отметок, полученных в последовательных обзорах и попавших в одну и ту же область пространства параметров (аккумулятора), превысило порог обнаружения. Однако, как показывает практика, для эффективного применения преобразования Хафа в СТО необходимо достаточно большое время накопления отметок. При малом количестве обзоров, отведенных для обнаружения треков, отметки целей также накапливаются в тех ячейках аккумулятора, где происходят пересечения их следов. Поэтому для обнаружения треков необходима дополнительная обработка, позволяющая выделить кластеры отметок от целей по признаку их геометрической близости. Кроме того, большой объем памяти и вычислительных операций по обслуживанию аккумулятора в значительной мере увеличивают нагрузку вычислителя СТО.
Цель работы. Получение простого и устойчивого к ложным обнаружениям алгоритма завязки треков на основе преобразования Хафа без создания в памяти вычислителя аккумулятора.
Материалы и методы. В предлагаемом алгоритме построение следов отметок в аккумуляторе с последующим выделением ячеек с максимальным количеством прошедших через них следов заменено на вычисление взаимных корреляций следов и кластеризации отметок по признаку максимального подобия следов.
Результаты. Математическое моделирование при выбранных в работе сценарных параметрах подтвердило, что предлагаемый алгоритм правильно обнаружил все существующие в зоне ответственности СТО треки и осуществил безошибочное объединение отметок целей.
Заключение. Создан помехоустойчивый алгоритм обнаружения треков, не требующий организации в памяти вычислителя аккумулятора Хафа.

Введение. В настоящее время актуально повышение эффективности существующих и создание новых типов фотоприемников. К таким фотоприемникам относятся фоточувствительные структуры на основе каскадных концентраторов, принцип действия которых основан на поглощении оптического излучения с последующим переизлучением на большей длине волны и концентрировании излучения на высокоэффективный фотоприемник малой площади. Спектры поглощения и переизлучения каждого слоя каскада зависят от характеристик используемого материала. Одним из наиболее перспективных материалов для слоев каскада являются коллоидные квантовые точки (ККТ), технология производства которых позволяет точно управлять положением максимума фотолюминесценции. Актуальным является создание и исследование фоточувствительных структур с каскадными концентраторами различной формы на основе ККТ CdS, CdSe/ZnS и PbS.
Цель работы. Создание и исследование фоточувствительных структур со спектром чувствительности в широком диапазоне на основе концентраторов, содержащих массивы ККТ халькогенидов металлов, и исследование их характеристик.
Материалы и методы. Каскадные фоточувствительные структуры изготовлены на основе слоев, выполненных из полиметилметакрилата и слоев ККТ, заключенных в матрицу из полистирола.
Результаты. Приведены результаты исследования изготовленных трехслойных концентраторов с различными коллоидными квантовыми точками в каждом из слоев концентратора. Показано увеличение выходной мощности на 22 % для структуры трехслойного каскада, в котором использовались различные материалы слоев, по сравнению с аналогичной структурой, использующей однослойный концентратор.
Заключение. Исследования показали повышение эффективности фоточувствительных структур с каскадным концентратором на основе ККТ различного типа (CdS, CdSe/ZnS и PbS) в слоях каскада.

Введение. В предыдущих работах авторами рассматривались частотные характеристики чувствительных элементов из различных материалов в виде кольцевого резонатора на поверхностных акустических волнах, способы их закрепления в корпусе, влияние внешних факторов на чувствительные элементы и оптимальная топология встречно-штыревого преобразователя кольцевого резонатора. На следующем этапе возникла необходимость исследования зависимости чувствительности и максимально испытываемого ускорения от габаритов чувствительного элемента, а также анализа характеристик изготовленных экспериментальных образцов и сравнения их с результатами моделирования.
Цель работы. Определение оптимальных габаритов чувствительного элемента кольцевого резонатора и подтверждение адекватности моделей сравнением характеристик экспериментальных образцов с данными, полученными в результате компьютерного моделирования. Материалы и методы. Применение метода конечных элементов и математическая обработка в AutoCAD и COMSOL Multiphysics.
Результаты. Предложено 3 габаритных размера чувствительного элемента кольцевого резонатора: 1500, 3000 и 4500 мкм. При помощи программного обеспечения COMSOL Multiphysics исследованы габаритные размеры чувствительных элементов из ниобата лития: частота резонанса для образца 1500 мкм составила 207.99 МГц, для образца 3000 мкм – 104.10 МГц и для образца 4500 мкм – 68.99 МГц. Было установлено, что максимально испытываемое ускорение для консоли с радиусом 1500 мкм составляет 191 132g, для радиуса 3000 мкм – 84 958g и для радиуса 4500 мкм – 37 514g. Представлены графики зависимости максимального ускорения и чувствительности от отношения радиуса консоли к ее высоте. Подтверждена адекватность модели: частота резонанса для экспериментального образца 1500 мкм составила 218.17 МГц (расхождение с компьютерным моделированием 4.67 %), для образца 3000 мкм – 109.23 МГц (4.69 %) и для образца 4500 мкм – 72.88 МГц (5.34 %).
Заключение. Чувствительность и максимальное выдерживаемое ускорение чувствительного элемента кольцевого резонатора на поверхностных акустических волнах прямо зависит от отношения радиуса консоли к ее высоте, причем чем выше чувствительность, тем ниже ускорение. Для каждого материала данные зависимости уникальны. Размер шины встречно-штыревого преобразователя слабо влияет на частотные характеристики. Ранее представленное компьютерное моделирование удалось подтвердить экспериментальными образцами с расхождением частот резонанса менее, чем 5.5 %.

Введение. В режиме гирокомпасирования начальный угол курса бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) определяется на основе данных акселерометров и гироскопов, измеряющих проекции вектора гравитационного ускорения и вектора угловой скорости вращения Земли на оси связанной системы координат в начальном неподвижном режиме работы БИНС. Из-за неизбежного наличия нестабильности смещения нуля и случайных шумов в сигналах акселерометров и гироскопов требуется длительное время для получения достаточного объема данных датчиков, чтобы достичь требуемой точности определения полезных измеряемых значений методом усреднения. Поэтому, чтобы сократить время режима гирокомпасирования, необходимо использовать методы обработки данных для снижения нестабильности смещения нуля и случайных шумов в полученных от инерциальных датчиков БИНС сигналах.
Цель работы. Разработка метода подавления случайных шумов и уменьшения нестабильности смещения нуля в сигналах инерциальных датчиков, благодаря чему сокращается время режима гирокомпасирования БИНС при обеспечении требуемой точности определения ее начального угла курса.
Материалы и методы. Используется модель авторегрессии (англ. autoregressive – AR) для построения математической модели случайных шумов в сигналах датчиков, затем эти шумы фильтруются путем использования фильтра Калмана типа SKURF (англ. Square-Root Unscented Kalman Filter) с применением Sage-окна (англ. Sage window Square-Root Unscented Kalman Filter – SW-SRUKF).
Результаты. Математическая модель случайных шумов инерциальных датчиков в неподвижном режиме. Алгоритм подавления случайных шумов. Результаты обработки реальных данных в виде рисунков и таблиц для апробации эффективности предложенного метода.
Заключение. Предлагается метод шумоподавления для снижения нестабильности смещения нуля и случайных шумов акселерометров и гироскопов БИНС путем комплексирования AR-модели и SW-SRUKF. Корректность и эффективность предложенного метода подтверждена результатами обработки реальных данных с инерциальных датчиков. Полученные результаты значимы для сокращения времени начальной выставки БИНС в режиме гирокомпасирования.

Введение. Аритмия, или нерегулярное сердцебиение, возникает, когда электрическая система сердца дезорганизована или не синхронизирована, и может вызвать инсульты, внезапную сердечную смерть и другие осложнения. Автоматизированная классификация аритмий с использованием глубокого обучения сэкономила бы время и энергию при внедрении в систему поддержки принятия решений в больницах.
Цель работы. Изучение эффективности улучшения классификации аритмий после использования двоичных изображений сегментированных сигналов электрокардиограммы (ЭКГ) с комбинациями ортогональных и поверхностных сигналов.
Материалы и методы. В данной статье изучается классификация аритмий с использованием двоичных изображений поверхностных и ортогональных сигналов ЭКГ. Маркировка данных автоматизируется с использованием языка программирования Python, для всех сигналов реализуется предварительная обработка, а затем полученные сигналы наносятся на график и сегментируются в 2-секундных окнах. Эти сегменты сохраняются как изображения RGB, затем преобразуются в двоичные изображения, где сигнал белый, а фон черный. Предварительно обученная модель Alexnet используется для классификации девяти классов, где каждая поверхностная ЭКГ и ортогональное отведение классифицируются отдельно.
Результаты. Производительность модели оценивается по средней точности, прецизионности, F1-score и матрице путаницы всех лидов. Результаты параллельной классификации ЭКГ в 12 отведениях лучше, чем для ортогональных отведений, и все отведения с точностью, прецизионностью и F1-score равны 0.84, 0.78 и 0.71 соответственно.
Заключение. Производительность модели оценивалась для трех случаев: 12 поверхностных отведений ЭКГ, ортогональных отведений и всех отведений. Вычисленные средние значения показателей (точность, прецизионность и оценка F1) для каждого случая показывают, что использования 12 поверхностных отведений ЭКГ достаточно для классификации девяти различных типов аритмии с использованием двоичных изображений сегментов ЭКГ.