1635 research outputs found
Sort by
Обнаружение сигналов с хаотически изменяющейся формой и малой вероятностью радиоперехвата
Full text linkLow probability of intercept performance of direct-sequence spread-spectrum system with chaotic spreading sequences is investigated. The energy detectors, synchronous and asynchronous, coherent and non-coherent structures are studied here to detect the presence of chaotic direct-sequence spread-spectrum signals. Simple detection approach using a binary correlation function to detect nonbinary chaotic sequences is proposed. The expressions of detection probabilities of chaotic spreading signals are derived. Comparisons between systems using chaotic and binary sequences are given in terms of the low probability of intercept performance, and the performance improvement with chaotic spreading sequences is observed.Проанализирована вероятность радиоперехвата сигналов с хаотически изменяющейся формой для систем обработки прямой последовательности импульсов с расширенным спектром. Энергетический обнаружитель, синхронные и асинхронные, когерентные и некогерентные структуры рассматриваются для обнаружения случайных сигналов, имеющих вид прямой последовательности импульсов с расширенным спектром. Предлагается простая процедура обнаружения сигналов на основе бинарной корреляционной функции для небинарных псевдослучайных последовательностей. Получена вероятность обнаружения случайных сигналов с расширенным спектром. Сравнительный анализ характеристик обнаружения показал, что использование хаотических последовательностей импульсов с расширенным спектром позволяет уменьшить вероятность радиоперехвата
Управление механическими напряжениями в пленках SiNx при осаждении из смеси SiH4-NH3-He в индуктивно-связанной плазме
Full text linkWe have studied residual mechanical stresses of SiNx films deposited on silicon substrates from a SiH4-NH3-He gaseous mixture in an inductively coupled plasma reactor at a deposition temperature of 150 °C. By varying the flow rate ratio of the reacting gases, the power of the plasma source and the pressure in the reaction chamber, it is possible to obtain SiNx films with tensile or compressive residual stresses. The stress drift was estimated within four weeks after film deposition. It has been shown that for nitride films with residual stresses initially close to zero, an increase in the level of compressive stresses to (–300) MPa is observed during storage.Исследованы остаточные механические напряжения в пленках SiNx, осажденных на кремниевые подложки из смеси газов SiH4-NH3-He в реакторе индуктивно связанной плазмы при температуре 150 °С. Показано, что величиной и знаком остаточных механических напряжений можно управлять за счет изменения условий осаждения пленок. Варьируя соотношением расходов реагирующих газов, мощностью плазменного источника и давлением в реакционной камере, можно получать пленки SiNx с растягивающими или сжимающими остаточными напряжениями. Оценен дрейф напряжений в течение четырех недель после осаждения пленок. Отмечено, что для нитридных пленок с остаточными напряжениями, изначально близкими к нулю, при хранении наблюдается рост уровня сжимающих напряжений до (–300) МПа
Исследования и разработки в области создания материалов, технологий и средств обеспечения безопасности
Full text linkTechnologies for the manufacture of microwave electromagnetic shields based on powdered carbon, foil and composite multilayer materials are presented. Technological methods for their manufacture and shielding properties are described, and the main mechanisms leading to increased shielding properties are considered depending on the manufacturing technology, composition and alternation of composite layers. It is shown that the values of the reflection coefficient of electromagnetic radiation in the frequency range 2–17 GHz for the shields considered reach a value of (–20) dB. Microwave absorbers with a reflection characteristic lower than (–10.0) dB (down to (–52.0) dB) in the frequency band 8.0–12.0 GHz are developed, and the electrophysical parameters, composition and concentration of components of the composite materials for such microwave absorbers are determined. The systems for active protection of speech information that use combined masking signals consisting of “white” noise and speech-like signals as masking signals, along with “white” noise are considered. Criteria have been developed for the approach to selecting speakers and audiences when assessing speech intelligibility to solve problems of protecting speech information and methods for experimental studies of speech intelligibility against a background of masking acoustic noise. Technologies for the formation of nanocomposites based on carbon nanotubes and nanoparticles of ferromagnetic materials are presented to increase the degree of coherence of the spin texture at macroscopic distances, increase the degree of security of electronic products to strong magnetic fields and noise immunity. It has been shown that at certain concentrations of ferromagnetic nanoparticles, micromagnetic parameters increase, ensuring high performance of active elements in magnetic fields. The role of carbon in this case turns out to be decisive. The presented results seem promising for use in the creation of anechoic chambers, partitions for separating indoor zones intended for the location of electronic devices, products for protecting humans from the effects of electromagnetic radiation in the microwave range, and the formation of combined masking signals in the form of “white” noise for devices protection of speech information, composite coatings to level out the effects of a constant magnetic field on electronic products.Представлены технологии изготовления электромагнитных экранов СВЧ-диапазона на основе порошкообразного угля, фольгированных и композиционных многослойных материалов. Описаны технологические методы их изготовления, экранирующие свойства, рассмотрены основные механизмы, приводящие к усилению экранирующих свойств в зависимости от технологии изготовления, состава и чередования слоев композита. Показано, что значения коэффициента отражения электромагнитного излучения в диапазоне частот 2–17 ГГц экранов, изготовленных в соответствии с представленными технологиями, достигают (–20) дБ. Разработаны радиопоглотители c характеристикой отражения менее (–10) дБ (до (–52) дБ) в диапазоне частот 8–12 ГГц, определены электрофизические параметры, состав и содержание компонентов композиционных материалов для таких радиопоглотителей. Рассмотрены системы активной защиты речевой информации, использующие наряду с «белым» шумом комбинированные маскирующие сигналы, состоящие из «белого» шума и речеподобных сигналов. Разработаны критерии подхода к отбору дикторов и аудитории при оценке разборчивости речи для решения задач защиты речевой информации и методики экспериментальных исследований разборчивости речи на фоне маскирующих акустических шумов. Представлены технологии формирования нанокомпозитов на основе углеродных нанотрубок и наночастиц ферромагнитных материалов для увеличения степени когерентности спиновой текстуры на макроскопических расстояниях, повышения степени устойчивости изделий электронной техники к сильным магнитным полям и помехоустойчивости. Показано, что при определенных концентрациях наночастиц ферромагнетика происходит рост микромагнитных параметров, обеспечивающих высокую работоспособность активных элементов в магнитных полях. Роль углерода при этом оказывается определяющей. Приведенные результаты представляются перспективными при создании безэховых камер, перегородок, отделяющих в помещениях зоны, предназначенные для расположения приборов электронной техники, при изготовлении изделий для защиты человека от воздействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, формирования комбинированных маскирующих сигналов в виде «белого» шума для устройств защиты речевой информации, композитных покрытий для нивелирования воздействия постоянного магнитного поля на изделия электронной техники
Проектирование BJT-JFET операционных усилителей на базовом матричном кристалле
Full text linkThe use of dual-gate field-effect transistors located on the base matrix crystal MH2XA031, controlled by a p–n junction needed to reduce the input current of operational amplifiers is studied. Typical circuits of operational amplifiers, containing: source repeaters connected to the inputs of the operational amplifier on complementary bipolar transistors; input differential stage on p-JFET with a “current mirror” load on n–p–n-transistors; input differential in the form of a “folded cascode” on a p-JFET are analyzed. To minimize the input current, it is re commended to use bootstrapped feedback to keep the drain-to-source voltage of the input JFETs low, independent of the input common-mode voltage, and to connect only the top gate of the dual-gate JFET to the op-amp input. The electrical circuits for MH2XA031 elements and the results of circuit simulation of the developed amplifiers, called OAmp10J, OAmp11.1, OAmp11.2, are presented. Accounting the established features of the input stages and operating modes of active elements in circuit design will allow to create an operational amplifier with the required combination of basic parameters.Рассмотрено применение расположенных на базовом матричном кристалле МН2ХА031 двухзатворных полевых транзисторов, управляемых p–n-переходом, для уменьшения входного тока операционных усилителей. Проанализированы типовые схемы операционных усилителей, содержащие: истоковые повторители, соединенные с входами операционного усилителя на комплементарных биполярных транзисторах; входной дифференциальный каскад на p-JFET с нагрузкой в виде «токового зеркала» на n–p–n-транзисторах; входной дифференциальный каскад в виде «перегнутого каскода» на p-JFET. Для максимального уменьшения входного тока рекомендовано применение следящей обратной связи, поддерживающей напряжение сток-исток входных JFET на малом уровне, не зависящем от входного синфазного напряжения, и соединение с входом операционного усилителя только верхнего затвора двухзатворного полевого транзистора. Приведены электрические схемы для элементов МН2ХА031 и результаты схемотехнического моделирования разработанных усилителей, названных OAmp10J, OAmp11.1, OAmp11.2. Учет при схемотехническом проектировании установленных особенностей входных каскадов и режимов работы активных элементов позволит создать операционный усилитель с требуемым сочетанием основных параметров
Программная реализация методов моделирования взаимодействия электромагнитного излучения с углеродными нанокомпозитами
Full text linkMethods for modeling the interaction of electromagnetic radiation with a carbon nanostructured composite containing various structural elements, such as carbon fibers, nanoparticles, air gaps, and transition shells are considered. It is shown that for effective and adequate modeling of the interaction of electromagnetic radiation with a carbon nanostructured composite, it is necessary to create software due to the presence of a large set of input parameters, as well as the complexity of calculations. Functional requirements for the software are formulated, reflecting the choice of models and the presence of a convenient interactive interface. The architecture of the software that implements models of interaction of electromagnetic radiation with a carbon nanostructured composite is described, and the software implementation (class structure, methods, user interface) is considered. The developed code is based on proven physical and mathematical models, which make it possible to obtain results close to experimental data. The software architecture allows to effectively manage the modeling process, and also includes the ability to modify models and take into account new structural elements. An interactive interface for users has been developed that allows to easily manage the model parameters and analyze the results of numerical experiments.Рассмотрены методы моделирования взаимодействия электромагнитного излучения с углеродным наноструктурированным композитом, содержащим различные структурные элементы, такие как углеродные волокна, наночастицы, воздушные промежутки, переходные оболочки. Показано, что для эффективного и адекватного моделирования взаимодействия электромагнитного излучения с углеродным наноструктурированным композитом необходимо создание программного обеспечения в связи с наличием большого набора входных параметров, а также со сложностью вычислений. Сформулированы функциональные требования к программному обеспечению, отражающие выбор моделей и наличие удобного интерактивного интерфейса. Описана архитектура программного обеспечения, которое реализует модели взаимодействия электромагнитного излучения с углеродным наноструктурированным композитом, рассмотрена программная реализация (структура классов, методы, пользовательский интерфейс). В основе разработанного кода лежат апробированные физико-математические модели, которые дают возможность получить результаты, близкие к экспериментальным данным. Архитектура программного обеспечения позволяет эффективно управлять процессом моделирования, а также включает возможность модификации моделей и учет новых структурных элементов. Разработан интерактивный интерфейс для пользователей, позволяющий легко управлять параметрами модели и анализировать результаты численных экспериментов
Методы проектирования приборов и систем медицинской электроники
Full text linkA brief overview of the results of work in the field of “Devices, systems and technologies for medical purposes”, obtained with the direct participation of the authors of the article, is given. The results of the development and research in the field of modeling the effects of physical factors on the human body and digital processing of biomedical signals are presented. The principal aspects of the original systems of long-term monitoring of the human condition and control of the musculoskeletal system are presented.Дан краткий обзор результатов работ по направлению «Приборы, системы и технологии медицинского назначения», полученных с непосредственным участием авторов статьи. Изложены результаты разработки и исследования в области моделирования воздействия физических факторов на организм человека и цифровой обработки биомедицинских сигналов. Приведены принципиальные аспекты оригинальных систем длительного мониторинга состояния человека и контроля опорно-двигательного аппарата
Композиционные материалы системы эпоксидная смола–W для радиационной защиты от гамма-излучения
Full text linkСomposite materials based on the epoxy resin–W system with varying W content (0–80 %) were obtained using the method of chemical curing. Microstructural investigations of the samples showed that with increasing W content there is a more uniform distribution of grains in the epoxy resin matrix could be observed. Agglomeration of W grains is noted for samples with filler content up to 40 %. Statistical analysis of the grain size of the initial W powder revealed that the probable diameter of W grains is 475 nm. The values of effective and relative densities of the experimental samples were obtained using the Archimedes method. The effective density varied from 1.16 to 4.36 g/cm3 with W powder content rising. The relative density values received ranged from 91 to 94 %, indica ting that there were no significant defects in the samples. X-ray diffraction analysis showed the presence of vcc-W and WO2 phases, indicating the oxidation of W in the thin surface layer of the powder. Calculation in Phy-X/PSD software allowed to evaluate the gamma radiation shielding efficiency for the epoxy resin–W system composite materials in 0.8–2.5 MeV energy range. It was observed that samples with filler content of 60 and 80 % were the most suitable for radiation shielding. It was found that the addition of W powder to the epoxy matrix contributed to the reduction of half attenuation layer values by 3.5 times from 9.448 to 2.672 cm for samples with 0 and 80 % W content, respectively, for 1.25 MeV radiation energy. The obtained results demonstrate the high efficiency of the proposed composite materials for shielding gamma radiation, which makes them a perspective candidate for manufacturing radiation shields.С использованием метода химического отверждения получены композиционные материалы на основе системы эпоксидная смола–W с варьированием содержания W от 0 до 80 %. Проведенное исследование микроструктуры образцов показало, что при увеличении содержания W наблюдается более равномерное распределение зерен в матрице эпоксидной смолы. Для образцов с содержанием наполнителя до 40 % отмечена агломерация зерен W. Статистический анализ размеров зерен исходного порошка W выявил, что вероятный их диаметр составляет 475 нм. Получены значения эффективной и относительной плотностей экспериментальных образцов с помощью метода Архимеда. Эффективная плотность изменялась в пределах от 1,16 до 4,36 г/см3 с увеличением содержания порошка W. Значения относительной плотности варьировались от 91 до 94 %, что свидетельствовало об отсутствии существенных дефектов при проведении испытания. Рентгеноструктурный анализ показал наличие фаз ОЦК-W и WO2, что указывает на окисление W в тонком поверхностном слое материала. Моделирование в программном обеспечении Phy-X/PSD позволило оценить эффективность экранирования от гамма-излучения композиционных материалов при энергии излучения в диапазоне 0,8–2,5 МэВ. Образцы с содержанием наполнителя 60 и 80 % оказались наиболее подходящими для создания экранов радиационной защиты. Обнаружено, что добавление порошка W в эпоксидную матрицу способствовало уменьшению значений слоя половинного ослабления в 3,5 раза с 9,448 до 2,672 см для образцов с содержанием W 0 и 80 % соответственно при энергии излучения гамма-квантов 1,25 МэВ. Полученные результаты демонстрируют высокую эффективность предложенных композиционных материалов в экранировании гамма-излучения, что делает их достойным вариантом для создания экранов радиационной защиты
Методика оценки легочных объемов на основе записи биомеханики дыхательных движений
Full text linkThe method for studying the biomechanics of breathing has been developed to determine the volume of inhaled and exhaled air. The technique is based on recording the movements of the walls of the chest and abdomen of a person during breathing. A video camera was used to record movements of the chest and abdominal walls, with a spirometer used as the reference method for measuring lung volumes. According to the proposed technique, studies were conducted among 63 people (age – 18–26 years, body mass index ranged from 18.1–32.6 kg/m2, height – 160–192 cm). Statistical processing of the results showed a strong relationship between the measured volu mes and the relative deviations of the walls of the human chest and abdomen. The developed technique for studying the biomechanics of breathing can be used for indirect assessment of lung volumes.Разработана методика исследования биомеханики дыхания для определения объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Методика основана на записи движений стенок грудной клетки и живота человека во время дыхания. Запись движения стенок грудной клетки и живота выполняли с помощью видеокамеры. В качестве эталонного метода измерения легочных объемов использовали спирометр. По предложен ному алгоритму проведены исследования среди 63 человек (возраст – 18–26 лет, индекс массы тела – 18,1–32,6 кг/м2, рост – 160–192 см). Статистическая обработка результатов показала тесную взаимосвязь между измеренными объемами и относительными отклонениями стенок грудной клетки и живота человека. Разработанная методика может быть использована для косвенной оценки легочных объемов