Книга
Структурное моделирование метаматериалов
В данной монографии развиваются теоретические основы метода структурного моделирования применительно к метаматериалам. Этот метод учитывает параметры кристаллической решетки, размеры частиц среды, их форму и константы силовых взаимодействий между ними и поэтому является наиболее подходящим для изучения влияния размерных эффектов на физико-механические свойства материала. Построенные математические модели метаматериалов позволяют не только получить представление о качественном влиянии локальной структуры на эффективные модули упругости соответствующей среды, но и проводить количественные оценки этих величин. Результаты исследования могут найти применение при проектировании перспективных метаматериалов с заранее заданными физико-механическими свойствами.
Издание предназначено для специалистов, работающих в области механики деформируемого твердого тела, физической акустики и физики конденсированного состояния, а также для студентов вузов и аспирантов, изучающих методы математического моделирования.
Оптимальное оценивание параметров динамических систем, к которым относится летательные аппараты, в значительной степени чувствительно к полноте структуры модели, точности априорных данных оцениваемых параметров, выбранного метода идентификации. В работе для повышения устойчивости нелинейного оценивания параметров динамических систем предложен дискретно-непрерывный метод оптимального оценивания с зональной регуляризацией.
В настоящей работе представлена структура динамической последовательно-параллельной нейронной сети, предназначенная для оценивания параметров линейной АРСС модели системы по результатам наблюдения процессов на входе и выходе системы во временной области. Отличительной особенностью предложенной структуры сети является то, что в ней осуществляется одновременное оценивание линейных моделей различных порядков, а выбор модели, используемой для представления системы, осуществляется после её адаптации. Выбор порядка модели осуществляется с использованием двух критериев: минимума относительной среднеквадратической ошибки и информационного критерия MDL. В качестве примера проведено численное моделирование процедуры идентификации системы с известной системной функцией, на вход которой подаётся гауссовский случайный процесс.
Одним из перспективных путей развития современной электродинамики и электроники СВЧ является исследование метаматериалов, представляющих собой композитные соединения, свойства которых обусловлены искусственно созданной периодической системой из макроскопических элементов. Проведен анализ физических особенностей таких метаматериалов и конструкций частотно-селективных СВЧ устройств, выполненных на основе грибовидных полосно-заграждающих структур. Предложены способы расширения рабочей полосы указанных устройств, заключающиеся в формировании двухслойных или многослойных топологических структур, в которых слои образованы импедансными частотно-селективными поверхностями. Показано, что использование в конструкциях грибовидных полосно-заграждающих структур промежуточных импедансных поверхностей позволяет создавать СВЧ устройства на основе объемных метаматериалов с расширенной полосой пропускания и возможностью ее перестройки, а также многодиапазонные частотно-селективные устройства. С использованием программных средств AWR Design Environment (Microwave Office v.9.0) выполнено численное моделирование таких СВЧ устройств, демонстрирующее эффект расширения рабочей полосы, и приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие их соответствие с результатами моделирования. Показано, что интерес к исследованию грибовидных полосно-заграждающих структур обусловлен перспективностью их использования для создания частотно-селективных СВЧ устройств с улучшенными характеристиками, в частности, специальных экранов отсечки многолучевости прецизионных антенн для систем геодезии и навигации, а также пространственных фильтров для развязки элементов в антенных решетках.
III Всероссийская научно-техническая конференция "Проблемы СВЧ электроники" им. В.А. Солнцева 2017 проводится Московским институтом электроники и математики им. А.Н.Тихонова Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» совместно с компанией KEYSIGHT Technologies при участии Издательского дома «Медиа-Паблишер».
Конференция посвящена фундаментальным и прикладным проблемам вакуумной и плазменной, твердотельной и полупроводниковой электроники СВЧ, рассматривавшимся в разных аспектах на заседаниях Всероссийского научного семинара «Проблемы электроники по методам СВЧ электроники» и Всероссийского научного семинара «Электродинамика периодических и нерегулярных структур», начиная с 1973 года. На конференции заслушаны приглашенные обзорные доклады, оригинальные сообщения о новых результатах исследований и разработок в виде устных и стендовых докладов, а также обсуждены актуальные вопросы теории и технических аспектов разработки и применения вакуумных и плазменных, твердотельных и полупроводниковых приборов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов.
Программа работы Всероссийской научно-технической конференции распределена по следующим направлениям: вакуумные и плазменные электронные СВЧ генераторы и усилители твердотельные и полупроводниковые приборы СВЧ специализированные электродинамические структуры (замедляющие системы, метаматериалы, трансформаторы мод) пассивные СВЧ-устройства, антенны и фазированные антенные решетки технологии и материалы СВЧ электроники метрология и измерения на СВЧ применение приборов и устройств СВЧ электроники В рамках конференции заслушаны выступления ведущих специалистов в области СВЧ электроники, представляющих высшие учебные заведения, научно-исследовательские институты и предприятия, государственные и частные фирмы и компании.
Предлагается алгоритм текущей идентификации дискретных систем с переменным запаздыванием, состоящих из идеального импульсного элемента, экстраполятора нулевого порядка и линейной непрерывной части. Основу алгоритма составляет оценка параметра смещения решетчатой функции (дробной части запаздывания) при обратном модифицированном Z-преобразовании из условия равенства нулю переходного процесса непрерывной части в точке запаздывания. Запаздывание дискретной системы (целая часть запаздывания) корректируется на величину целой части полученной оценки.
Данное издание является сборником статей, изданных ранее в различных научно-технических журналах, объединенных общей тематикой практического использования метаматериалов в конструкциях различных устройств СВЧ. В сборнике приведены работы, результаты которых позволяют решить проблему измерения электрическох параметров этих структур в процессе их проектирования и изготовления, расширить их рабочую полосу и обеспечить электронную перестройку по частоте. Даны рекомендации по проектированию и изготовлению устройств СВЧ на основе метаматериалов. Издание будет полезно разработчикам и конструкторам электронных устройств и устройств СВЧ.
Проведено исследование малогабаритного развязывающего СВЧ-фильтра на метаматериале. Показаны результаты численного моделирования фильтра с использованием программы AWR Design Environment (Microwave Office v.9.0), и экспериментального исследования макета фильтра на основе векторного анализатора ZVB - 4 (Rodhe@Schwarz).
Содержанием учебно-методического пособия является изучение метода исследования микроструктуры поверхности материалов – растровой электронной микроскопии, принципа действия растрового электронного микроскопа, а также обсуждение особенностей применения метода для исследования микроструктуры функциональных наноматериалов космической техники.
В настоящее время в СВЧ-технике все большее значение приобретают частотно-селективные поверхности, выполненные на основе метаматериалов. Эти структуры позволяют решать такие задачи, как развязка элементов антенных решеток, подавление многолучевости в навигационных системах, уменьшение влияния края экрана на диаграммы направленности антенных элементов и т.д. Применение в конструкциях СВЧ- устройств поверхностей на основе грибовидных метаматериалов позволяет существенно улучшить их свойства и рабочие характеристики. Конструктивно грибовидные метаматериалы являются периодическими микрополосковыми структурами и их свойства существенно зависят от параметров подложки и точности изготовления проводящего рисунка. А поскольку эти структуры обладают узкой полосой запирания, это вынуждает использовать дорогие материалы и высокоточное производство для их изготовления. В данной работе предложен способ смещения полосы запирания частотно-селективной структуры, выполненной на основе грибовидного метаматериала, заключающийся в том, что между двумя связанными шляпками грибков устанавливается варикап, один вывод которого заземлен по постоянному току через металлизированное переходное отверстие структуры метаматериала, а другой подключен к управляемому источнику постоянного напряжения. При этом соседние шляпки грибов связаны между собой не менее чем двумя емкостными зазорами, параллельно одному из которых и установлен варикап, эквивалентная емкость которого определяется величиной постоянного напряжения управляемого источника. Разработана конструкция полосно-запирающей частотно-селективной поверхности на основе метаматериала с электронной перестройкой полосы запирания, а также представлены результаты численного моделирования ограниченного участка метаматериала с установленными сосредоточенными емкостями, демонстрирующие смещение полосы задержки структуры одновременно с изменением емкости сосредоточенных элементов. Получена зависимость резонансной частоты структуры от величины сосредоточенной индуктивности. Приведены зависимости диэлектрических параметров конструкции от частоты, подтверждающие, что предложенная структура является метаматериалом.
Обсуждается задача использования солнечного ветра для орбитальных маневров космических аппаратов. Анализируются материалы, связанные с созданием шаровых солнечных парусов с изменяемыми отражательными характеристиками, например с использованием жидкокристаллической пленки. Описываются возможные варианты построения математической модели паруса и соответствующие им алгоритмы управления.
Для исследования состояния границы раздела многослойных систем разработан метод,основанный на спектральном анализе термоволновых колебаний, возникающих под действием излучения лазеров, работающих в периодическом импульсном режиме. Метод основан на высокой чувствительности формы осциллирующей составляющей пирометрического сигнала к адгезионным характеристикам границы раздела фаз. Для количественной оценки формы сигнала использованы коэффициент корреляции (система пленка – подложка) и передаточная функция (многослойные образцы).
В сборнике представлены тезисы докладов участников XVIII Международной студенческой конференции-школы-семинара «Новые информационные технологии», состоявшейся в мае 2010 года.
Сборник состоит из двух разделов. Первый раздел сборника включает пленарные доклады ведущих специалистов. Второй раздел содержит тезисы докладов студентов и аспирантов, учащихся техникумов и колледжей, участвовавших в работе школы-семинара.
Рассматриваются вероятные трудности, возникающие при создании криоботов. Обсуждаются проблемы прохождения больших толщин ледяного слоя и эффективности применения оборудования типа криоботов для изучения ледяной поверхности Европы. Сделан обзор исследований по созданию криобота как для земного применения, так и для исследования планетарных льдов. Приводится обзор альтернативных технологий исследования подледного пространства.
Настоящая книга представляет собой своеобразный расширенный учебник по математической статистике. Данный учебник не ограничен рамками учебного стандарта или вузовской программы --- он предназначен всем, кто интересуется математикой вообще и, в частности, хочет узнать, что такое современная математическая статистика, какие задачи и какими методами она решает, какие результаты в ней уже накоплены, какие проблемы в ней сегодня актуальны; наконец, каковы ее истоки, какой путь она прошла и какие ученые были ее творцами. По замыслу авторов, книга простым и доступным языком рассказывает о математической статистике и одновременно обучает ей. Вся теория объясняется и иллюстрируется на интересных и тщательно подобранных примерах. Книга может служить и задачником, так как содержит большой список упражнений для самостоятельного решения, а также справочным пособием по математической статистике, а в некоторых аспектах --- и по теории вероятностей.
Книга будет интересна преподавателям, аспирантам и студентам естественных и технических вузов, в которых изучается математическая статистика, научным работникам, использующим в своей деятельности методы математической статистики, а также самому широкому кругу любителей математики.
В сборнике представлены тезисы докладов участников XIX Международной студенческой конференции-школы-семинара «Новые информационные технологии», состоявшейся в мае 2011 года.
Сборник состоит из двух разделов. Первый раздел сборника включает пленарные доклады ведущих специалистов. Второй раздел содержит тезисы докладов студентов и аспирантов, учащихся техникумов и колледжей, участвовавших в работе школы-семинара.
Атлас содержит 8 карт, графики и таблицы, иллюстрирующие основные закономерности и ограничения в области утилизации твердых бытовых отходов в Центральном Федеральном округе. Социальная значимость Атласа состоит в выявлении и типологизации основных "ядер" антропогенного загрязнения, представленных полигонами и свалками ТБО.
Создание атласа осуществлялось при финансовой поддержке Русского Географического общества (грант РГО №59-2013/Н7 "Экологические риски в пригородных и межселенных территориях")
В статье рассматриваются основы построения моделей измерительных приемников, предназначенных для виртуальных исследований в области ЭМС, в формах, отличных от схемной. Анализируются модели на основе цифровой обработки сигналов, формальные математические модели, а также базирующиеся на графическом программировании. Формулируется общий вывод о перспективах использования таких моделей при построении системы автоматизированного проектирования, реализующей процедуру виртуальной сертификации радиоэлектронных средств по эмиссии излучаемых радиопомех.
Излагаются результаты разработки моделей надёжности для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры, полученные в ходе выполнения II этапа научно-исследовательской работы «Разработка методов и средств для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры» выполняемой в рамках тематического плана МИЭМ по теме № 100077: «Разработка моделей надёжности для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры».
Приводятся результаты разработки унифицированных топологических моделей надёжности резервированных групп. Описываются формальные модели типовых групп для нагруженного резервирования, для ненагруженного резервирования, для комбинированного контроля работоспособности, для групп с переключателями и групп с восстановлением. Проанализированы способы реализации γ-процентного контроля работоспособности РЭА и СЧ и даны рекомендации по модификации алгоритмов формирования временных диаграмм состояний типовых резервированных групп для различных способов контроля. Предложены методы формирования временных диаграмм состояний для восстанавливаемых резервированных групп для «последовательного» и «параллельного» соединения компонентов. Приводятся результаты экспериментальной проверки разработанных моделей и методов для проектных исследований надёжности РЭА.
В работе была предложена схемная модель отдельных узлов фликерметра. Эту модель можно использовать для оценки уровня фликера в электросетях при виртуальных исследованиях кондуктивных помех, которые являются составляющей общей теории виртуальной сертификации. В будущем на основе этой модели могут быть разработаны инженерные методики, нацеленные на решение практических задач в области ЭМС с широким привлечением средств автоматизации и моделирования.
Документ содержит проект методологических рекомендаций по статистическому измерению технологий. Он включает предложения по формированию операциональных определений технологий, подходы к идентификации классификации новых и возникающих технологий, а также предложения по разработке системы показателей, характеризующих жизненный цикл технологий, и стратегиям сбора данных. Разработанные рекомендации предлагается использовать в качестве методологической основы гармонизированной системы сбора и интерпретации статистических данных о технологиях. В приложении приводятся сведения о доступных определениях технологий и краткие результаты исследования опыта национальных статистических служб в области статистического наблюдения науки и технологий.