2. Электроника и радиотехника
| Вид материала | Документы |
- «Электроника и наноэлектроника, радиотехника, инфокоммуникационные технологии, управление, 76.03kb.
- Программа дисциплины «Теория электрических цепей 2» для студентов специальности 050719, 357.17kb.
- Типовая учебная программа образование высшее профессиональное бакалавриат электроника, 88.06kb.
- Типовая учебная программа образование высшее профессиональное Бакалавриат электроника, 69.03kb.
- Модули по выбору специализации 1(для всех специализации), 155.39kb.
- Московский энергетический институт (Технический университет), 604.45kb.
- Направление – радиотехника профиль Радиоэлектронные системы Радиотехника, 22.68kb.
- Рабочая программа по дисциплине правоведение для специальностей: 080503, 183.57kb.
- Типовая учебная программа образование высшее профессиональное Бакалавриат Теория электрических, 69.1kb.
- Типовая учебная программа образование высшее профессиональное Бакалавриат Теория электрических, 74.34kb.
Раздел 2. Электроника и радиотехника
Подраздел 2.1. Материалы электроники и радиотехники
ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ С КВАНТОВЫМИ ТОЧКАМИ
И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Руководитель НИР: Мокеров В.Г.
Московский государственный институт радиотехники,
электроники и автоматики (технический университет)
Исследованы механизмы электронного транспорта в модулированно-легированных гетероструктурах N-AlGaAs/GaAs//InAs/GaAs//InAs/GaAs c квантовыми точками (KT), выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Установлено, что введение КТ в гетеросруктурный канал приводит, в случае низких электрических полей (F << 103-104 В/см), к снижению подвижности и концентрации двумерных электронов. Последнее обусловлено захватом подвижных электронов квантовыми точками, а уменьшение подвижности приписывается рассеянию электронов на хаотических потенциалах, создаваемых КТ. В сильных полях обнаружена аномальная «двухступенчатая» форма вольт-амперноых характеристик, вместо обычных кривых с насыщением, как в стандартных полевых транзисторах, которая связывается с индуцированной электрическим полем эмиссией электронов из квантовых точек.
С использованием ренгеновской дифрактометрии и рефлектометрии проведены исследования структуры модулированно-легированных гетерокомпозиций на основе GaAs, содержащих 1,2 и 3 слоя квантовых точек InAs. Эти композиции являлись основой для создания высокоскоростных полевых транзисторов с квантовыми точками в области канала. Результаты измерения диффузного рассеяния в направлении, перпендикулярном вектору обратной решетки, показали наличие дальнего порядка в латеральной расположении квантовых точек со средней периодичностью 260±50Å.
На основе выращенных гетероструктур впервые изготовлены униполярные транзисторы с длиной затвора 0,3 – 0,4 мкм. При исследовании выходных вольт-амперных характеристик транзисторов было обнаружено, что приложение отрицательного затворного напряжения приводит вследствие увеличения максимального электрического поля в канале к снижению порогового напряжения для электронной эмиссии из КТ, а ток насыщения при этом остается неизменным. Этот результат принципиально отличается от поведения «классических» полевых транзисторов (в том числе HEMT), для которых только концентрация электронов (или толщина проводящего канала) управляется затворным напряжением, приводя к уменьшению тока насыщения при приложении отрицательного затворного напряжения.
Предлагаемый транзистор представляет принципиально новый тип твердотельного прибора, в котором потенциал затвора управляет не шириной проводящего канала, как в обычных полевых транзисторах, а порогом эмиссии электронов из КТ. Принцип действия подобен работе вакуумного триода: затворный электрод, регулируя электрическое поле в приборном канале, подобно сетке триода, управляет эмиссией электронов из их источника, которым в данном случае является самоорганизованный ансамбль квантовых точек.
Отработана лабораторная технология получения слоев гетероструктур методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Изготовлены опытные образцы транзисторов с квантовыми точками.
Исследованы параметры глубоких центров захвата в гетероэпитаксиальных слоях нитрида галлия на сапфировой подложке и изготовлены опытные образцы полевых транзисторов с барьером Шоттки с длиной затвора 1 мкм. Выходные ВАХ изготовленных транзисторов демонстрировали рекордно низкое значение напряжения насыщения менее 1В.
^
Шифр гранта: Т00-2.1-0753
Публикации
1. Л.Э. Великовский, Т.С. Китиченко, Т.Г. Колесникова, А.П. Коровин, В.Г. Мокеров, В.А. Мазотов, В.А. Савицкий "Глубокие центры захвата в гетероэпитаксиальных слоях нитрида галлия" Известия вузов, 2002, №6
^ РАЗРАБОТКА ВЫСОКОДОБРОТНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ
Руководитель НИР: Черкасов А.П
Московский энергетический институт (технический университет)
Рассмотрена теория создания высокотехнологичных диэлектрических керамических материалов с высокими значениями диэлектрической проницаемости, исследованы особенности их электрофизических свойств. Рассмотрены механизмы образования различных типов поляризации в керамических диэлектриках. Проведен анализ влияния фазового состава, дисперсности исходного порошка, состава межзеренных границ на физические характеристики керамики. Определены физико-механические и физико-химические константы новых композиционных диэлектрических материалов, обеспечивающие электромагнитную совместимость со специальной микроволновой аппаратурой. Разработаны основы создания диспергированных оксидных диэлектрических материалов. Исследовано взаимодействие диэлектриков с электромагнитными полями в широком диапазоне СВЧ частот, созданы модели управления структурными и электрофизическими свойствами поликристаллических диэлектриков, обладающих резонансным поглощением электромагнитного излучения в диапазоне частот 4-14 ГГц. Определены закономерности изменения кристаллической структуры и электрофизических свойств керамических диэлектриков различных структурных типов, легированных различными ионами. Разработаны модели катионного распределения легирующих примесей, позволяющие целенаправленно управлять процессами получение материалов с наперед заданными свойствами. Исследованы физико-механические и физико-химические свойства с целью повышения диэлектрической проницаемости и добротности композиционных диэлектрических материалов.
Изготовлены образцы, обладающие физическими параметрами, такими как диэлектрическая проницаемость в пределах 80 – 100 и добротность более 1000, отвечающие требованиям применения их в качестве активных элементов в миллиметровом диапазоне частот СВЧ устройств. Создана измерительная секция и переходы для проведения измерений диэлектрических параметров синтезированных образцов.
^
Шифр гранта: Т00-2.1-0495
Публикации
1.Долгов А.В. Филиков В.А. Черкасов А.П. Взаимосвязь технологического режима получения позисторной керамики с ее микроструктурой и плотностью IX Международная Конференция "Физика диэлектриков" (диэлектрики 2000), сентябрь 2000, Санкт - Петербург, Россия.
2. Долгов А.В. Филиков В.А. Черкасов А.П. "Методы управления микроструктурой позисторной керамики" ICEMC-2001 4-я международная конференция "Физико-технические проблемы электротехнических материалов и компонентов" Тез. докл. Россия, Клязьма 2001г.
3. Дамбис М.К. Долгов А.В. Филиков В.А. Черкасов А.П. Синтез и исследование композиционных материалов для устройств СВЧ -электроники ICEMC-2001 4-я международная конференция. "Физико-технические проблемы электротехнических материалов и компонентов" Тезисы доклада. Россия, Клязьма 2001г.
4. Долгов А.В. Худобин А.Н. Филиков В.А Черкасов А.П. "Керамические конденсаторы" ICEMC-2001 4-я международная конференция "Физико-технические проблемы электротехнических материалов и компонентов" Тезисы доклада. Россия, Клязьма 2001г.
^
Подраздел 2.2. Физика и технология электронных приборов,
микро- и наноэлектроника
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАБОТУ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ В РЕЖИМЕ СИНХРОНИЗАЦИИ
^ Руководитель НИР: Скрипаль А.В.
Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского
Теоретически описано и экспериментально исследованно воздействие оптического излучения и магнитного поля на работу синхронизированного СВЧ-генератора на полупроводниковом диоде с отрицательным дифференциальным сопротивлением в режиме вычитания когерентных сигналов: синхросигнала и выходного сигнала генератора. Впервые построена модель полупроводникового синхронизированного генератора на диоде Ганна, работающего в схеме вычитания когерентных сигналов и управляемого магнитным полем и оптическим излучением. Достигнута чувствительность исследуемой схемы к изменению величины оптического излучения и магнитного поля, воздействующего на полупроводниковую структуру диода, превышающая на порядок известные результаты. Впервые предложено использовать схему вычитания когерентных сигналов на основе полупроводниковых синхронизированных генераторов на диодах Ганна для создания СВЧ-систем с регулируемыми амплитудой и фазой выходного колебания, для высокоточной индикации изменения величины магнитного поля и оптического излучения, создания полупроводниковых СВЧ-элементов с функциональными возможностями, недостижимыми ранее.
^
Шифр гранта: Т00-2.2-2219
Публикации
Учебные пособия
1. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Абрамов А.В. Видеотехнологии автоматизированного контроля. Саратов: Издво Сарат. ун-та, 2001. 96 с.
2. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В. Вычислительные методы в физике твердого тела. Учеб. пособие - Саратов: Издво Сарат. ун-та, 2002. 136 с.
Статьи
3. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Курганов А.В. Определение параметров магнитной жидкости по отражению сверхвысокочастотного излучения// ЖТФ. 2001. Т.71. №12.
С.26-29.
4. Баранов В.Л., Богданов А.Н., Семенов А.А., Скрипаль А.В., Усанов Д.А., Явчуновский В.Я. Разработка методов высокоточной оперативной многопараметрической влагометрии на основе комплекса высокочастотных и низкочастотных измерений// Межвузовский. научн. сб. <Вопросы прикладной физики>. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001. Вып. 6. С. 51-
57.
5. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Абрамов А.В. Оптическое управление полупроводниковыми синхронизированными СВЧ- генераторами, работающими в схеме вычитания сигналов// Известия вузов. Электроника. 2002. №5. С. 31-39.
6. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Ульянов Д.В. Вычитание сигналов в полупроводниковых синхронизированных СВЧ-генератораx// Радиотехника и электроника. 2003. №3.
Доклады
7. Usanov D.A.; Skripal Al.V., Skripal An.V., Kurganov A.V. Interaction of Microwave Radiation with Magnetic Liquid
Layer Placed in Waveguide // Book of Abstracts. 9th International Conference on Magnetic Fluids. Bremen, 23-27 July, 2001. P.223.
8. Usanov D.A.; Skripal A.V., Kalinkin M.Yu. Interferometry based on autodyne detection in semiconductor laser // Proc. ICONO. Minsk, Physics Institute of FASB. 2001. P. WV2.
9. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Полупроводниковые СВЧ- генераторы, синхронизированные внешним сигналом// Саратов, 20-24 марта, 2001. Изд-во Гос УНЦ <Колледж>. Саратов, 2001.
С. 155-157.
10. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Приборы и методы радиоволновой диагностики // Новые технологии на железнодорожном транспорте и в образовании - Саратов, Изд-во СГУ, 2001. С. 148-152.
11. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В., Феклистов
В.Б. Системы и технологии видеодиагностики // Новые технологии на железнодорожном транспорте и в образовании - Саратов, Изд-во СГУ. 2001. С. 144-148.
12. Усанов Д.А., Тупикин В.Д., Мельникова И.П., Скрипаль Ан.В., Скрипаль Ал.В. Использование пооперационного контроля для повышения качества элементов, узлов и изделий электронной техники//Материалы научно-технической конференции <Перспективы развития электроники и вакуумной техники на период 2001-2006 г.>, Саратов, 22-23 февраля 2001г. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001. (204 с.) С. 130-
133.
13. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Клецов А.А. Изменение режима работы генератора на ЛПД при воздействии мощного СВЧ- сигнала//Тезисы докладов и сообщений. 1-я Международная научно-техническая конференция "Физика и технические приложения волновых процессов". 10-16 сентября 2001 г. Том
2. С. 72-73. Самара 2001. Изд-во Самар. гос. ун-та.
14. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Когерентное вычитание сигналов в полупроводниковых синхронизированных СВЧ- генераторах// Материалы 11-й Международной конференции <СВЧ- техника и телекоммуникационные технологии> КрыМиКо 2001. 10- 14 сентября 2001 г. Севастополь, Крым, Украина. Севастополь: <Вебер>, 2001. 674 с. С. 152-154.
15. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Клецов А.А. Эффект возникновения областей отрицательного дифференциального сопротивления N-типа на вольтамперных характеристиках лавинно-пролетных диодов в сильном СВЧ-поле// Материалы 11-й Международной конференции <СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии> КрыМиКо 2001. 10-14 сентября 2001 г. Севастополь, Крым, Украина. Севастополь: <Вебер>, 2001. 674 с. С. 170-171.
16. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Клецов А.А. Исследование нелинейных режимов работы генератора на ЛПД// Тезисы докладов Шестой Международной школы "Хаотические автоколебания и образование структур>". Россия, Саратов, 2-7 октября 2001 г. Саратов: Изд-во ГосУНЦ <Колледж>, 2001.
С.110-111.
17. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Клецов А.А. Отрицательное дифференциальное сопротивление n-типа на вольтамперных характеристиках ЛПД в сильном СВЧ-поле// Труды Третьей Международной научно-технической конференции <Микроэлектронные преобразователи и приборы на их основе>. МЭПП-2001. Азербайджан. Баку-Сумгаит. 16-18 октября 2001 г. Изд-во Сумгаитского ГУ, 2001. С. 99.
18. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В. Полупроводниковые радиочастотные и оптические автодины// Труды Третьей Международной научно-технической конференции <Микроэлектронные преобразователи и приборы на их основе>. МЭПП-2001. Азербайджан. Баку-Сумгаит. 16-18 октября 2001 г. Изд-во Сумгаитского ГУ, 2001. С. 37-39.
19. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Абрамов А.В., Поздняков В.А. СВЧ-метод измерения подвижности свободных носителей заряда// Тезисы докладов Всероссийской научно-технической дистанционной конференции <Электроника>. Зеленоград, 19-30 ноября 2001 г. М.: МИЭТ, 2001. С. 68-69.
20. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Абрамов А.В. Датчики оптического излучения на основе синхронизированных генераторов на диодах Ганна// Тезисы докладов Всероссийской научно-технической дистанционной конференции <Электроника>. Зеленоград, 19-30 ноября 2001 г. М.: МИЭТ, 2001. С. 111-112.
21. Usanov D.A., Skripal A.V., Abramov A.V. Power suppression mode in semiconductor synchronized microwave oscillators // Proceedings of 14th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications "MIKON-2002". Poland, Gdansk, May 20-22, 2002. Vol.1. P.255-258.
22. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Абрамов А.В., Поздняков В.А. СВЧ-метод измерения подвижности свободных носителей заряда в полупроводниковых структурах// Труды Восьмой Международной научно-технической конференции <Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники>. Дивноморское, Россия, 14-19 сентября 2002 г. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002. Часть 2. С. 86-89.
^ ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЗОНДОВЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ СУБМИКРОННОЙ ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СТРУКТУР ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
Руководитель НИР: Степович М.А.
Калужский филиал МГТУ им.Н.Э.Баумана
Разработаны математически корректные методы расчета распределений неравновесных неосновных носителей заряда в полупроводниковом материале для модели их коллективного движения и модели независимых источников и при использовании в предложенной ранее авторами функции генерации. Предложенное выражение для функции генерации основано на раздельном учете вклада в распределение потерь энергии электронами пучка поглощенных в мишени и обратно рассеянных электронов. При описании распределений неосновных носителей заряда в однородном полупроводнике большое внимание уделено не только физической стороне задачи, но и способу ее математической реализации (решению уравнения диффузии с выбранной функцией генерации электронно-дырочных пар). Такой подход является новым, а уровень полученных результатов отвечает мировому уровню.
Проведена оценка некоторых возможностей использования методов конфлюентного анализа для идентификации диффузионной длины неосновных носителей заряда из измерений КЛ полупроводника. Показано, что для рассматриваемой математической модели, описывающей КЛ прямозонного полупроводника, минимизируемый функционал может иметь более одного локального минимума (в осях координат «диффузионная длина - значение функционала»). Проведена оценка положений минимумов, что позволяет при проведении расчетов выбирать начальную точку более обоснованно. Практически все полученные результаты являются новыми.
Экспериментально обнаружен эффект делокализации возбуждения в рентгеноспектральном микроанализе диэлектриков без проводящего покрытия и исследование физического механизма возникновения этого эффекта.
Получена физическая модель формирования рентгеновского спектра при электронном зондировании поверхности диэлектрика без проводящего покрытия, основанная на учете эффекта ускорения вторичных электронов электрическим полем, образованным вследствие облучения диэлектрической поверхности мишени электронным зондом и интенсивной генерации третичных электронов из стенок камеры образцов.
Экспериментально измерены значения величин поверхностного потенциала диэлектрика, облучаемого электронным зондом. Сделан вывод о необходимости корректировки существующих количественных методов рентгеноспектрального микроанализа диэлектрических объектов без проводящего покрытия.
Полученные в ходе выполнения проекта результаты, касающиеся механизма формирования информативных сигналов (рентгеновского и КЛ) являются новыми и могут значительно изменить существующие представления о проведении количественных расчетов при исследованиях диэлектрических объектов.
Полученные результаты могут быть использованы при проведении количественных расчетов в задачах электронно-зондовой диагностики твердых тел.
^
Шифр гранта: Т00-2.2-852
Публикации
1. Степович М.А., Самохвалов А.А., Чайковский М.М. О возможности использования модифицированных функций Лагерра и Эрмита для аппроксимации распределений потерь энергии электронами пучка в веществе // Поверхность. Рентгеновские синхротронные и нейтронные исследования. - 2002. - № 4. - С.46-52;
2. Степович М.А. Расширение возможностей катодолюминесцентной микроскопии при изучении поверхностных свойств прямозонных полупроводников // Поверхность. Рентгеновские синхротронные и нейтронные исследования. - 2002. - № 7. - С.97-103;
3. Петров В.И., Самохвалов А.А., Степович М.А., Чайковский М.М. Матричный метод решения задачи коллективного движения неосновных носителей заряда, генерированных в полупроводниковом материале электронным пучком // Известия РАН. Серия физическая. - 2002. - Т. 66, №9.-С.1310-1316;
4. Белов А.А., Петров В.И., Степович М.А. Использование модели независимых источников для расчета распределения неосновных носителей заряда, генерированных в полупроводниковом материале электронным пучком // Известия РАН. Серия физическая. - 2002. - Т. 66, № 9. - С. 1317- 1322;
5. Степович М.А., Филиппов М.Н. Влияние объемного электрического заряда облучаемого электронами диэлектрика на формирование рентгеновского спектра // Приборостроение-2002: Сб. трудов международной научн.-технич. конф. (17-20 сентября 2002 г., п. Алупка, Крымская обл... - Винница-Алупка, 2002. - С.205-207;
6. Гетманская И.В., Степович М.А. Об устойчивости алгоритма идентификации диффузионной длины неосновных носителей заряда по зависимости интенсивности монохроматической катодолюминесценции прямозонных полупроводников от энергии электронов пучка //Приборостроение-2002: Сб. трудов международной научи.-технич. конф. (17-20 сентября 2002 г., п. Алупка, Крымская обл... - Винница-Алупка, 2002.-С.209-213;
7. Виноградов А.Е., Филиппов М.Н., Чалых А.Е. Имитационное моделирование процесса генерации вторичных электронов в полимерных материалах // Приборостроение-2002: Сб. трудов международной научи.-технич. конф. (17-20 сентября 2002 г., п. Алупка, Крымская обл... -Винница-Алупка, 2002. - С.216-219;
^
Тезисы докладов
1. Гагарин Ю.Е. Оценивание интервальных величин вероятности ошибки встатистических методах распознавания объектов // Приборостроение-2002:Сб. трудов международной научи.-технич. конф. (17-20 сентября 2002 г.,п. Алупка, Крымская обл... - Винница-Алупка, 2002. - С. 128.
2. Степович М.А. Использование модели независимых источников для расчета распределения неосновных носителей заряда, генерированных широким электронным пучком в многослойной полупроводниковой структуре // Тез. докл. XXXII международной конф. по физике
взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (27-29 мая 2002 г.,г. Москва, Моск. гос. ун-т им. М.В.Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В.Скобельцына.. - М.: Изд-во МГУ им. М.В.Ломоносова, 2002. -С Л 84;
3. Степович М.А., Самохвалов А.А., Филиппов М.Н., Чайковский М.М.Анализ возможностей использования различных математических моделей для описания распределений неосновных носителей заряда, генерированных в однородном полупроводнике электронным пучком // Тез.докл. XXXII международной конф. по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (27-29 мая 2002 г., г. Москва, Моск. гос. ун-т им. М.В.Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В.Скобельцына.. - М.: Изд-во МГУ им. М.В.Ломоносова, 2002. - С. 185;
4. Белов А.А., Степович М.А. Об одной возможности решения трехмерногоуравнения диффузии неосновных носителей заряда, генерированных в однородном полупроводниковом материале электронным зондом // Тез. докл. ХЕХ Российской конф. по электронной микроскопии (28-31 мая 2002 г., п. Черноголовка Моск. обл., Ин-т проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН.. - Черноголовка: ИПТМ РАН, 2002. -С.58;
5. Гагарин Ю.Е., Гетманская И.В., Петров В.И. Исследование устойчивости алгоритма идентификации диффузионной длины неосновных носителей заряда по зависимости интенсивности монохроматической катодолюминесценции прямозонных полупроводников от энергии электронов пучка // Тез. докл. XIX Российской конф. по электронной микроскопии (28-31 мая 2002 г., п. Черноголовка Моск. обл., Ин-т проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН.. -Черноголовка: ИПТМ РАН, 2002. - С.70;
6. Гагарин Ю.Е., Степович М.А., Петров В.И., Гетманская И.В. Измерение диффузионной длины неосновных носителей заряда по зависимости интенсивности монохроматической катодолюминесценции от энергии электронов пучка и различных значениях коэффициента поглощения // Тез. докл. ХЕК Российской конф. по электронной микроскопии (28-31 мая 2002 г., п. Черноголовка Моск. обл., Ин-т проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН.. - Черноголовка: ИПТМ РАН, 2002. - С.71-71;
7. Михеев Н.Н., Степович М.А. Статистическая модель многократного неупругого рассеяния электронов средних и низких энергий в конденсированном веществе // Тез. докл. XIX Российской конф. по электронной микроскопии (28-31 мая 2002 г., п. Черноголовка Моск. обл., Ин-т проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН.. - Черноголовка: ИПТМ РАН, 2002. - С.99;
^
Подраздел 2.3. Проектирование электронных приборов
и радиоэлектронной аппаратуры
РАЗРАБОТКА МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ И ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МИКРОПОЛОСКОВЫХ МОДУЛЕЙ СВЧ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ОБШИВКИ ПЕРСПЕКТИВНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
^ Руководитель НИР: Обуховец В.А.
Таганрогский государственный радиотехнический университет
Исследованы новые эффекты электромагнетизма, обоснованы принципы построения электродинамических структур нового класса - интеллектуальных покрытий, позволяющих решать вопросы электромагнитной совместимости антенн, входящих в состав современных бортовых радиотехнических комплексов, характеризующихся большой антенновооруженностью.
Разработана теория конструктивного синтеза микрополосковых модулей СВЧ интеллектуальных покрытий, включая плоские микрополосковые фокусирующие радиолинзы и зеркальные антенны с плоским рефлектором на основе дифракционных решеток печатных элементов. Исследованы микрополосковые отражательные антенные решетки как компоненты интеллектуальных радиолокационных покрытий. Решены вопросы улучшения электромагнитной совместимости близкорасположенных антенн с помощью импедансных нагрузок и решеток из них.
Развиты теории конструктивного синтеза микрополосковых модулей СВЧ интеллектуальных покрытий: фазированных антенных решеток, микрополосковых антенн, дифракционных решеток, щелевых антенн, вибраторных антенн, зеркальных и линзовых антенн, полосковых устройств СВЧ и щелевых импедансных нагрузок.
Предложены принципы интеграции многофункциональных микроволновых модулей в интеллектуальные электродинамические структуры. Существенно расширены функциональные возможности разработанных радиолокационных отражателей на основе печатных антенных решеток, позволяющих осуществлять в отличие от известных аналогов одновременно частотную селекцию и поляризационную фильтрацию, преобразование поляризации и поляризационную модуляцию.
Расширены частотный диапазон и сектор углов работы импедансных нагрузок в качестве развязывающих электродинамических структур для обеспечения электромагнитной совместимости близкорасположенных антенн.
Проверены и уточнены известные научные положения, а именно: проведено тщательное тестирование разработанных математических моделей исследованных антенно-фидерных устройств. Результаты тестирования позволили убедиться в достоверности полученных численных решений, а в ряде случаев и уточнить расчетные параметры объекта сравнения.
Разработаны рекомендации по построению технологичных невыступающих (компактных) антенн систем индивидуального телевизионного приема, в том числе и спутникового телевидения, систем передачи информации (локальные вычислительные сети), систем охранной сигнализации, систем радиоволнового контроля параметров технологических процессов.
Усовершенствованы существующие объекты НТР, а именно: решены проблемы конструктивного синтеза СВЧ-модулей интеллектуальных покрытий. Решены проблемы конструктивного синтеза отражательных антенных решеток. Теоретически, численно и экспериментально отработаны конструкции ЗА с плоскими рефлекторами и плоских фокусирующих радиолинз. Разработаны математические модели и лабораторные макеты ЗА с отражателями в виде микрополосковых антенных решеток.
^
Шифр гранта: Т00-2.3-2159
Публикации
1. А.О.Касьянов, "Анализ микрополосковой фазированной антенной решетки" // Научно-технический журнал Национального технического университета Украины "Науквi Вiстi" №4(18), 2001. - С. 25-33.
2. А.О.Касьянов, В.А.Обуховец, "Интеллектуальные радиоэлектронные покрытия. Современное состояние и проблемы. Обзор" // Научно-технический и теоретический журнал "Антенны" №4(50), 2001. - С. 4-11.
3. А.О.Касьянов, В.А.Обуховец, "Отражательные антенные решетки как микроволновые компоненты интеллектуальных покрытий" // Научно-технический и теоретический журнал "Антенны" №4(50), 2001. - С. 12-19.
4. А.О.Касьянов, В.А.Обуховец, "Методика определения углов "ослепления" микрополосковой ФАР на основе решения дифракционных задач" // Ежемесячный научно-технический журнал "Радиотехника" №7 июль 2001. - С. 114-11
5. А.О.Касьянов, "Исследование интегрированных электродинамических структур" // Известия ВУЗов "Радиоэлектроника", Том 45, № 2, 2002, с.37-42.
6. А.О.Касьянов, "Дифракция плоской электромагнитной волны на периодических решетках металлических пластин и перфорированных экранах, помещенных в слой диэлектрика" // Известия ВУЗов "Радиоэлектроника", Том 45, № 1, 2002, с.71-77.
7. В.А.Обуховец, А.О.Касьянов, В.И.Загоровский, С.Ю.Мельников, "Комплекс программ по проектированию отражательных антенных решеток "Научный журнал // "Программные продукты и системы", вып.1, 2002, с.9-12.
8. В.А.Обуховец, А.О.Касьянов, В.И.Загоровский, "Анализ частотно-селективных структур с элементами сложной формы" // 11-я Международная НТК "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии", Севастополь, 2001. - С. 368 -370.
9. А.О.Касьянов, "Характеристики рассеяния частотно-избирательных решеток с фрактальными элементами" // Всероссийская НТК "Излучение и рассеяние электромагнитных волн", Таганрог, Россия, 2001. - С. 55-5
10. В.А.Обуховец, В.И.Загоровский, "Конструктивный синтез мультипланарных дифракционных решеток" // Всероссийская НТК "Излучение и рассеяние электромагнитных волн", Таганрог, Россия, 2001. - С. 89-91.
11. В.А.Обуховец, "Микрополосковая отражательная решетка" // Всероссийская НТК "Излучение и рассеяние электромагнитных волн", Таганрог, Россия, 2001. - С. 116-11
12. В.А.Обуховец, С.Ю.Мельников, "Генетический синтез линейных антенных решеток" // Всероссийская НТК "Излучение и рассеяние электромагнитных волн", Таганрог, Россия, 2001. - С. 181-182.
13. А.О.Касьянов, В.А.Обуховец, "Применение отражательных антенных решеток в качестве микроволновых компонентов интеллектуальных покрытий аэрокосмических объектов" // Всероссийская НТК "Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2001", Пермь, Россия, 2001. - С. 143.
14. В.А.Обуховец, А.О.Касьянов, "Построение микроволновых модулей интеллектуальной обшивки перспективного летательного аппарата на основе микрополосковых отражательных антенных решеток" // Всероссийская дистанционная НТК "Электроника", Москва, 19 ноября - 23 ноября 2001.
15. Обуховец В.А., Касьянов А.О., Загоровский В.И. Электродинамический анализ многослойных микрополосковых отражательных антенных решеток // Антенны, вып.4 (59), М.: ИПРЖР, 2002, с.4-11.
16. Касьянов А.О. Характеристики рассеяния микрополосковых отражательных антенных решеток с импедансными включениями // Антенны, вып.4 (59), М.: ИПРЖР, 2002, с.23-2
17. Касьянов А.О. Твист-поляризаторы на основе микрополосковых дифракционных решеток // Антенны, вып.5 (60), М.: ИПРЖР, 2002, с.34-39.
1 Касьянов А.О., Обуховец В.А. Моделирование фазированных антенных решеток в интегральном исполнении // "Известия вузов. ЭЛЕКТРОНИКА", 2002, № 4, с.79-86.
19. Касьянов А.О., Обуховец В.А. Электродинамическое моделирование самолетных антенн радиолокационного измерителя параметров морского волнения// Материалы 12-й международной крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии", 9-12 сентября 2002, Севастополь, - С. 282-285.
20. Касьянов А.О., Обуховец В.А. Математическая модель управляемой микрополосково-штыревой отражательной антенной решетки// Материалы международной конференции "Информационные технологии в естественных, технических и гуманитарных науках". Часть 3 - Таганрог, 2002. - С. 31-32.
21. Касьянов А.О. Методика определения углов "ослепления" микрополосковой фазированной антенной решетки // Известия ТРТУ №1, 2002 (Материалы XLVII научно-технической конференции) - Таганрог, 2002. - С. 22-26.
22. Касьянов А.О., Обуховец В.А. Входное сопротивление микрополоскового излучателя в составе антенной решетки//Материалы международной конференции "Информационные технологии в естественных, технических и гуманитарных науках". Часть 2 - Таганрог, 2002. - C. 26-2
23. Обуховец В.А., Касьянов А.О., Загоровский В.И. Математическая модель микрополосковой фазированной антенной решетки// Ежемесячный научно-технический журнал "Радиотехника". 2002, № 12
24. Касьянов А.О., Обуховец В.А. Результаты экспериментального исследования плоских дифракционных решеток печатных переизлучателей с управляемыми элементами // Труды пятого рабочего семинара "Машинное проектирование в прикладной электродинамике и электронике" - Саратов, 2001. - C. 28-35.
25. Касьянов А.О., Ревко П.С. Самолетная антенна // Тезисы докладов VI Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов "Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления" - Таганрог, 2002. - C. 50-51.
^
Подраздел 2.4. Радиотехника
МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ПРИЗНАКОВ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ЧЕРНО-БЕЛЫХ И ЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Руководитель НИР: Спектор А.А.
Новосибирский государственный технический университет
Получил развитие новый метод выделения локальных контурных признаков (ЛКП) изображения. Его основу составляет применение ранговой процедуры обнаружения, достоинство которой - управляемый характер вероятности ложного срабатывания (вне зависимости от условий наблюдения) в сочетании с высокой вероятностью правильного обнаружения ЛКП. Стабилизация вероятности ложного обнаружения достигается при априорно неопределенных характеристиках фона изображения. Однако для этого фон должен обладать свойствами белого шума. Поэтому выделение ЛКП включает в себя в качестве составной части декорреляцию фона. Исследованы характеристики обнаружения ЛКП, выполнена экспериментальная проверка алгоритмов.
Проводились исследования в области применения распределения Гиббса для решения задач обработки изображений. Основные решаемые проблемы были связаны с выделением признаков, в частности, с автоматической сегментацией черно-белых и цветных изображений, восстановлением искаженных изображений, оцениванием гиббсовских параметров. Важность последней задачи связана с необходимостью использования адекватных математических описаний при решении всех рассматриваемых статистических проблем. Одной из решенных задач этого типа является оценивание параметров распределения Гиббса конечнозначных случайных процессов и полей произвольной размерности на основе применения достаточных статистик. Найденные общие решения этой задачи проиллюстрированы примерами, среди которых оценивание параметров двумерной модели Изинга, бинарного гиббсовского поля с парными кликами.
Разработан итерационный алгоритм восстановления изображений, подвергшихся линейному пространственно-зависимому размытию и локальному нелинейному искажению, наблюдаемых в аддитивном гауссовском шуме. Основу подхода составляют распределение Гиббса для описания восстанавливаемого изображения и метод стохастической релаксации, применяемый для отыскания апостериорного математического ожидания. Получены результаты экспериментальной обработки реальных полутоновых изображений.
Развивался метод выделения признаков изображений на основе максимизации шенноновской информации о выделяемом объекте. Была разработана методика информационной классификации изображений, успешно испытанная на примере различения полутоновых изображений лиц.
В рамках проблемы статистической обработки цветных изображений решена задача фильтрации кусочно-постоянных случайных процессов, наблюдаемых на фоне аддитивного гауссовского белого шума. Особенностью этой задачи является континуальный характер значений сигнала и случайность моментов времени изменения этих значений. С использованием данного алгоритма решена задача фильтрации цветного изображения, опирающаяся на представление цветного изображения в виде цветоразностных и яркостной компонент. Проведена экспериментальная проверка алгоритмов.
Рассматривалась задача текущего совмещения изображений, формируемых двумя различными датчиками. Из-за механических колебаний платформ, на которых они установлены, происходит случайное взаимное смещение изображений, описываемое в виде марковского гауссовского процесса. Для его оценивания используется нелинейная марковская фильтрация, алгоритм которой синтезирован и исследован при помощи статистического моделирования. Выполнено сравнение этого алгоритма с корреляционным алгоритмом оценки смещения кадров. Исследовано влияние на ошибки оценивания различных факторов: уровня шумов на изображениях, коэффициента одношаговой корреляции последовательности сдвигов, размера кадров, используемых для получения оценок.
^
Шифр гранта: Т00-2.4-265
Публикации
1. Спектор А.А. Текущая марковская оценка смещения кадров, формируемых различными датчиками изображений // Научный вестник НГТУ. - 2002 - № 1. С. 3 - 11.
2. Гребенщиков К.Д., Спектор А.А. Ранговый обнаружитель локальных контурных признаков изображения с фиксированным уровнем ложных срабатываний // Автометрия. - 2001. - № 4. С. 119 - 126.
3. Васюков В.Н. , Вострецов А.Г., Куратов К.А. Оценивание периода сигнала, наблюдаемого в аналого-цифровых системах на фоне гауссовского шума в условиях априорной неопределенности // Доклады СО АН ВШ. - 2002. - № 1. - С. 44 - 54.
4. Спектор А.А. Марковское совмещение последовательности изображений // Труды межд. науч.-техн. конф. "Информатика и проблемы телекоммуникаций". Новосибирск: СибГУТИ, 2002. - С.135
5. Грузман И.С., Курилин И.В. Адаптивный алгоритм фильтрации цветных бинарных изображений // Труды межд. науч.-техн. конф. "Информатика и проблемы телекоммуникаций". Новосибирск: СибГУТИ, 2002. - С.118-119.
6. Грузман И.С., Новиков К.В. Алгоритм выделения анизотропных областей на изображениях // Труды межд. науч.-техн. конф. "Информатика и проблемы телекоммуникаций". Новосибирск: СибГУТИ, 2002. - - С.119.
7. Borukaev T.B. Information classifier of images // Materials the 6 Russian-Korean international symposium on science and technology "KORUS-2002". - Novosibirsk. - 2002.- P.370-373.
8. Vasyukov V.N., Goleshchikhin D.V. Gibbs model of stationary random field on a finite lattice // Materials the 6 Russian-Korean international symposium on science and technology "KORUS-2002". - Novosibirsk. - 2002.- P.114.
9. Васюков В.Н. Оценивание параметров конечнозначных гиббсовских полей с использованием достаточных статистик // Автометрия . - 2001.- №4.
10. Новиков К.В. Обнаружение анизотропных областей на изображениях с помощью преобразования Фурье // Материалы 6 межд. кон. "Актуальные проблемы электронного приборостроения" - АПЭП - 2002. - Том 4. - С. 8-9.
11. Васюков В.Н., Голещихин Д.В. Восстановление и сегментация изображений, описываемых гиббсовскими методами // Научный вестник НГТУ. - 2001. - №2 (11). - С.9-22.
12. Курилин И.В. Рекуррентный алгоритм фильтрации многоуровнего кусочно-постоянного случайного процесса из аддитивного шума // Труды региональной конференцию студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные проблемы радиотехники 2001".- Новосибирск.- 2001. - С.40-43 .
13. Голещихин Д.В. Применение гиббсовского описания в задаче восстановления изображений // Труды региональной конференцию студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные проблемы радиотехники 2001".- Новосибирск.- 2001. - С.62-65 .
14. Грузман И.С., Киричук В.С., Спектор А.А. Цифровая обработка изображений в информационных системах / Серия "Учебники НГТУ" - Новосибирск: НГТУ, 2002. - 330 с.