Симметричные многомерные матрицы и их обращение

The article discusses the development of the theory of the multidimensional matrices in the part regarding the symmetrical multidimensional matrices. The symmetry property is considered in terms of the structure of the multidimensional matrix. The so called kq-dimensional symmetrical matrices are considered along with the multidimensional symmetrical matrices, i. e. the matrices symmetrical to the multi-indices containing q indices. Unit, unit symmetrical and unit kq-symmetric matrices are considered. The matrices inverse to the multidimensional matrices with respect to the unit, unit symmetrical, and unit kq-symmetrical matrices are defined. It is proven that the matrices, inverse to the multidimensional matrices with respect to the unit symmetrical and unit kq-symmetrical matrices are the Moore–Penrose matrices. The distinct instances are given.Статья представляет собой развитие теории многомерных матриц в части, относящейся к симметричным многомерным матрицам. Свойство симметричности рассмотрено с точки зрения структуры многомерных матриц. Наряду с симметричными матрицами, рассматриваются так называемые kq-симметричные, то есть матрицы, симметричные по отношению к мультииндексам, содержащим q индексов. Рассмотрены единичные, единичные симметричные и единичные kq-симметричные матрицы. Определены матрицы, обратные многомерным матрицам по отношению к единичным, единичным симметричным и единичным kq-симметричным. Доказано, что матрицами, обратными многомерным матрицам по отношению к единичным симметричным и единичным kq-симметричным матрицам, являются матрицы Мура– Пенроуза. Приведены различные примеры

Уравнения возбуждения продольно-азимутально нерегулярных волноводов с учетом конечной проводимости стенок

Excitation equations for longitudinal-azimuthally irregular waveguides are formulated taking into account losses in the walls. The inner surface of the waveguide walls is given by an arbitrary smooth function b(ϕ, z). The coordinate transformation method replaces the original cylindrical coordinate system r, ϕ, z with a new one ρ, ϕ, z, where ρ = r/(b(ϕ, z)). The new system defines the waveguide boundary as ρ = 1 = const, i. e. the waveguide geometry transforms as a regular cylinder. Taking these functions into account, the standard procedure of the incomplete Galerkin method is used to determine the amplitudes of partial waves. The resulting general equations can be used in the calculation and optimization of both microwave and EHF electronic devices of various types, as well as passive microwave devices of various applications.Сформулированы уравнения возбуждения продольно-азимутально нерегулярных волноводов с учетом потерь в стенках. Внутренняя поверхность стенок волновода задается произвольной гладкой функцией b(ϕ, z). Используется метод преобразования координат – исходная цилиндрическая система координат r, ϕ, z заменяется новой ρ, ϕ, z, где ρ = r/(b(ϕ, z)). В новой системе граница волновода определяется как ρ = 1 = const, то есть геометрия волновода – регулярный цилиндр. Для такого волновода полная система собственных функций известна. С учетом этих функций для определения амплитуд парциальных волн применяется стандартная процедура неполного метода Галеркина. Полученные общие уравнения могут быть использованы при расчете и оптимизации как электронных приборов СВЧ и КВЧ различных типов, так и пассивных устройств СВЧ разнообразного применения

Математическая модель для построения карты расположения областей, составляющих фоновую обстановку для оптико-электронных систем

A developed mathematical model is presented for constructing a map of the location of areas that make up the background environment for optical-electronic systems. A feature of the proposed model is that when determining which class a particular pixel belongs to, the class values of neighboring pixels, as well as the spatial position of the pixel, are simultaneously taken into account. Quantitative assessments of the adequacy of this model and existing mathematical image models capable of constructing maps of the location of areas are given. The proposed model was compared with the Markov model, block Markov model, Gibbs model, block Gibbs model and doubly stochastic model with level quantization. Adequacy assessment was carried out using an artificial neural network developed by the authors, which evaluates the similarity of two images using a normalized similarity index ranging from 0.0 to 1.0, and its k-fold cross-validation. The comparison results showed that the developed model, according to the calculated indicator, is at least three times better than the known ones.Представлена разработанная математическая модель для построения карты расположенияобластей, составляющих фоновую обстановку для оптико-электронных систем. Особенностью предложенной модели является то, что при определении, к какому классу относится конкретный пиксель, учитываются одновременно значения классов соседних пикселей, а также пространственное положение пикселя. Приведены количественные оценки адекватности данной модели и существующих математическихмоделей изображений, способных осуществить построение карт расположения областей. Предлагаемаямодель сравнивалась с Марковcкой моделью, блочной Марковской моделью, моделью Гиббса, блочноймоделью Гиббса и дважды стохастической моделью с квантованием по уровню. Оценку адекватности проводили с использованием разработанной авторами искусственной нейронной сети, оценивающей сходство двух изображений по нормированному показателю сходства, находящемуся в интервале от 0.0 до 1.0,и ее k-кратной перекрестной проверки. Результаты сравнения показали, что разработанная модель по вычисленному показателю не менее чем в три раза лучше известных

Основные результаты и направления исследований по созданию антенных систем перспективных радиоэлектронных средств

The review article summarizes the most significant results of research on the creation of antenna systems for mobile radio communications and radar, carried out at the Department of Information Radio Technologies of the Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics over the last decade. New algorithms for the functioning of antenna matching devices for mobile radio communications in the VHF wavelength range, features of the construction of sub-aperture antenna arrays for radar equipment with broadband probing signals, and algorithms for processing signals in detectors-measurers of the angular coordinates of air objects with a multi-channel antenna system are considered. Promising areas of research on this topic are proposed.В статье обобщены наиболее значимые результаты исследований по созданию антенных систем средств подвижной радиосвязи и радиолокации, проведенных на кафедре информационных радиотехнологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники за последнее десятилетие. Рассмотрены новые алгоритмы функционирования антенных согласующих устройств средств подвижной радиосвязи ВЧ-диапазона длин волн, особенности построения субапертурных антенных решеток средств радиолокации с широкополосными зондирующими сигналами и алгоритмы обработки сигналов обнаружителей-измерителей угловых координат воздушных объектов с многоканальной антенной системой. Предложены перспективные направления исследований по указанной тематике

Методика расчета эффективности систем связи с многопозиционными видами модуляции и многокаскадным составным кодированием

Analytical relations and a methodology for calculating the performance indicators of communication and multimedia broadcasting systems using multi-position modulation types (QAM-M, FM-M, FM-M, CHMS-M, AM-M, OFM-M) and multi-stage coding based on non-systematic convolutional codes and non-binary block Reed-Solomon codes are proposed. The relations obtained are common for studies of noise immunity, corrective capacity, energy and information efficiency of systems, depending on the requirements for reception reliability, modulation format, type of codes used and their parameters. The calculation of the characteristics of systems with cascade composite coding is carried out in a closed form and does not require the use of complex computer simulation procedures.Предложены аналитические соотношения и методика расчета показателей эффективности систем связи и мультимедийного вещания, использующие многопозиционные виды модуляции (КАМ-М, ФМ-М, ЧМ-М, ЧМС-М, АМ-М, ОФМ-М) и многокаскадное последовательное кодирование на базе несистематических сверточных кодов и недвоичных блочных кодов Рида-Соломона. Полученные расчетные соотношения служат для исследований помехоустойчивости, исправляющей способности, энергетической и информационной эффективностей систем в зависимости от требований к достоверности приема, формату модуляции, типу используемых кодов и их параметрам. Расчет характеристик по приведенным формулам проводится в замкнутом для анализа виде и не требует при исследовании эффективности составных кодов применения сложных процедур компьютерного моделирования

Защита от имитирующих помех на основе когерентного накопления и импульсного зондирующего сигнала со случайной начальной фазой

The confrontation between radar stations and radio electronic countermeasure systems leads to constant advancements on both sides as electronics continue to develop. This multifaceted confrontation determines the success of each side primarily based on the comprehensiveness of analysis and the correctness of the adopted system decisions. Occasionally, decisions are made in pursuit of quality, resulting in success in one aspect but failure in another. One such example is the transition to building radar stations based on true coherence principles. This work highlights the issue of protecting radar stations with true coherence from simulative interference. A method is presented for protecting against “near” simulative interference, which is the most dangerous and is generated between the radar stations and an aerial vehicle equipped with a radio electronic countermeasure systems. The method is based on combining an impulse probing signal with a random initial phase and coherent inter-period accumulation of the received signal.Противоборство радиолокационных станций и систем радиоэлектронного подавления приводит к постоянному совершенствованию обеих противодействующих сторон на все более высоком уровне по мере развития электроники. Противоборство многогранно, поэтому успех каждой из этих сторон определяется в первую очередь полнотой анализа и правильностью принимаемых системных решений. Иногда в погоне за качеством принимаются решения, дающие успех в одном и провал в другом. Одним из таких примеров является переход к построению радиолокационных станций на принципах истинной когерентности. В статье показана проблема защиты радиолокационных станций с истинной когерентностью от имитирующих помех. Представлен способ защиты от «ближних» имитирующих помех, являющихся наиболее опасными и формируемых между радиолокационной станцией и летательным аппаратом, оснащенным системой радиоэлектронного подавления. Способ основан на сочетании импульсного зондирующего сигнала со случайной начальной фазой и когерентного межпериодного накопления принятого сигнала

Исследование акустической кавитации: результаты, практическая реализация и перспективы развития

The most significant results of research performed in the Belarusian State University University of Informatics and Radioelectronics, aimed at creating methods and instruments for monitoring cavitation and controlling its activity, are presented. To achieve this goal, it was necessary to clarify the mechanisms and patterns of new and little-studied phenomena: ultrasonic capillary effect, sonoluminescence, cavitation noise and its spectral components and evaluate the possibilities of their use for hardware implementation as cavitation indicators. New cavitation phenomena have been discovered: reverse ultrasonic capillary effect, generation of constant EMF under the influence of alternating pressure of ultrasonic frequency; acoustic clearing of the cavitation area with pulsed modulation of the ultrasonic field, the effect of long-term memory of the cavitation properties of the liquid. Previously unknown patterns have been established: it is shown that the cavitation region goes through four stages of development with increasing ultrasound intensity; a theorem on the maximum cavitation activity was formulated; the spectral characteristics of cavitation noise were established, correlating with the intensity of sonoluminescence. It has been shown that pulsed modulation of the ultrasonic field makes it possible to control the dynamics of the development of the cavitation region and the activity of cavitation. Based on the data obtained, new methods and instruments have been developed to study cavitation and control its activity. In a number of parameters, the created equipment surpasses the best world samples, what is confirmed by deliveries to the Russia, EU countries, China, USA and South Korea.Приведены наиболее значимые результаты исследований в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники, направленных на создание методов и приборов для мониторинга кавитации и управления ее активностью. Уточнены механизмы и закономерности новых и малоизученных явлений: ультразвукового капиллярного эффекта, звуколюминесценции, кавитационного шума и его спектральных компонент, оценены возможности их использования для аппаратурной реализации в качестве индикаторов кавитации. Обнаружены новые кавитационные явления: генерирование постоянной ЭДС под действием переменного давления ультразвуковой частоты, акустическое просветление кавитационной области при импульсном модулировании ультразвукового поля, эффект долговременной памяти кавитационных свойств жидкости. Установлены неизвестные ранее закономерности: показано, что кавитационная область проходит четыре стадии развития при увеличении интенсивности ультразвука; сформулирована теорема о максимуме активности кавитации; установлены спектральные характеристики кавитационного шума, коррелирующие с интенсивностью звуколюминесценции; показано, что импульсное модулирование ультразвукового поля позволяет управлять активностью кавитации. На основании полученных данных разработаны новые методы и приборы для исследования кавитации и управления ее активностью. По ряду параметров это оборудование превосходит лучшие мировые образцы, что подтверждается поставками в Россию, страны Евросоюза, Китай, США и Южную Корею

Ионно-плазменные системы в технологии тонких пленок

The article discusses the current trends in the development of ion-plasma systems for ion processing and thin film deposition. Application of pulsed reactive magnetron sputtering for deposition of vanadium oxide films and dependence of process parameters on power supply frequency characteristics, peculiarities and application of direct ion-beam deposition for formation of coatings based on SiO2 for optical coatings, SiO2, CH, CN, CHF for orientation coatings of LCD displays, wear-resistant coatings of diamond-like carbon (α-C) and carbon nitride (CNx) are considered. The advantages of continuous microwave magnetron power over pulsed mode are shown. The mathematical model for calculating magnetron sputtering systems, processes of magnetron sputtering and the main capabilities of the developed software complex Deposition are shown.В статье изложены современные тенденции развития ионно-плазменных систем для ионной обработки и нанесения тонких пленок. Рассмотрены применение импульсного реактивного магнетронного распыления для формирования пленок оксида ванадия и зависимость параметров процесса от частотных характеристик электропитания, особенности и применение процесса прямого осаждения из ионного пучка для формирования ориентирующих покрытий из SiO2, СН, СN, CНF для жидкокристаллических дисплеев, износостойких покрытий из алмазоподобного углерода (α-С) и нитрида углерода (СNх). Показаны преимущества непрерывного режима электропитания сверхвысокочастотного магнетрона по сравнению с импульсным. Приведена математическая модель расчета магнетронных распылительных систем и процессов магнетронного распыления, представлены основные возможности разработанного программного комплекса Deposition

Расширение возможностей микроэлектоники с помощью технологий радиофотоники

.

Проектирование BJT-JFET операционных усилителей на базовом матричном кристалле

The 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