Электроника, фотоника и киберфизические системы

МОНИТОРИНГ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ СИЛАНА В ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЕ С НЕЛОКАЛЬНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

2025-12-13T11:48:49+03:00

В работе представлен анализ по возможности регистрации продуктов конверсии малых примесей силана в гелии в плазме с нелокальными характеристиками с помощью метода плазменной электронной спектроскопии, основанного на технике зондовой диагностике.

Показано формирование пиков на высокоэнергетической части вторых производных зондовых вольт-амперных характеристик. Пики соответствуют различным группам быстрых электронов, образованных в результате реакций Пеннинговской ионизации примесных молекул силана SiH₄ и продуктов его конверсии в динамике Si, SiH, SiH₂, SiH₃. Зарегистрировано формирование отрицательных ионов в динамике в виде растущего пика вблизи потенциала плазмы на вторых производных зондовых ВАХ

УДАЛЕНИЕ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В НЕФТЕПРОВОДАХ ДВИЖУЩИМСЯ ИСТОЧНИКОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ УВЧ-ДИАПАЗОНА

2025-12-13T11:48:49+03:00

Проблема образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в нефтепроводах является одной из ключевых в современной нефтедобывающей и транспортной промышленности. В данной работе предлагается инновационный подход к решению проблемы удаления АСПО с использованием движущегося источника высокочастотного электромагнитного излучения, основанного на принципе диэлектрического нагрева. Исследование показывает, что применение электромагнитного излучения в диапазоне частот 900-2450 МГц позволяет осуществлять объемный нагрев отложений с высокой эффективностью, обеспечивая локальное повышение температуры до 60-150°C. Предложена математическая модель распространения электромагнитных волн в коаксиальной структуре нефтепровода, разработана конструкция антенной системы и проведено численное моделирование температурного поля.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРЕТНЫХ СВОЙСТВ ПОЛИЛАКТИДНЫХ ПЛАСТИНОК С ВОЗДУШНЫМИ ПОЛОСТЯМИ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ 3D-ПЕЧАТИ

2025-12-13T11:48:50+03:00

Полимерные электреты становятся ключевыми материалами для создания сенсоров и пьезоэлектрических устройств в электронике. Технология 3D-печати открывает новые возможности для формирования сложных электретных структур с регулируемой микроструктурой, включая создание образцов с воздушными полостями. Целью настоящей работы является изучение влияния структуры пластинок из полилактида, полученных методом послойного наплавления, с различным количеством воздушных полостей на их электретные (потенциал поверхности) и пьезоэлектрические (пьезокоэффициент d₃₃) свойства. Результаты исследования показали, что пластинки, напечатанные из цветных филаментов, демонстрируют лучшие электретные и пьезоэлектрические характеристики, чем изготовленные из натурального полилактида, вероятно, из-за образования уникальных зарядовых ловушек на границе фаз «полимер – краситель». Воздушные полости в объеме полилактидных пластинок способствуют увеличению стабильности заряда электретов за счет создания дополнительных зарядовых ловушек, что проявляется в повышении поверхностного потенциала на стадии его стабилизации, но только до определенного содержания (50 % в среднем слое пластинок), превышение которого ведет к ухудшению электретных свойств, связанное с недостаточным количеством полимерного материала и возможным нарушением целостности верхнего слоя пластинок. Работа демонстрирует перспективность использования аддитивных технологий для создания функциональных полимерных электретных материалов для устройств электроники.

ФОТОННЫЙ МЕТОД ГЕНЕРАЦИИ ДВУХЧАСТОТНЫХ РАДИОНЕСУЩИХ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ЛИНЕЙНЫХ СИММЕТРИЧНЫХ ЧАСТОТНО-РАЗНЕСЕННЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК

2025-12-13T11:48:50+03:00

В статье представлен фотонный метод генерации двухчастотных радионесущих для формирования диаграммы направленности (ДН) линейных симметричных частотно-разнесенных антенных решёток (ЧРАР). В отличие от существующих работ реализация метода основана на применении технологии двухкомпонентных комбгенераторов, а именно, двух формирователей оптических двухчастотных гребёнок (ОДЧГ) с одинаковой частотой повторения каждой двухчастотной группы (межгрупповой частотой w). Метод теоретически промоделирован и верифицирован по результатам численного эксперимента.
В рассматриваемом примере генерируются пять групп радионесущих для пятиэлементной линейной симметричной ЧРАР на частотах W±nDw. Неравномерность мощности частотных компонент составляет 0,2 дБ при уровне подавления паразитных излучений более 40 дБ, что в 2 раза больше, чем у известных реализаций аналогичного конструктивного уровня. Оценена возможность получения более высокого разрешения по дальности и углу за счет увеличения числа каналов и элементов, а также величины частотного декремента.

ОТ КЛАССИЧЕСКОЙ БИОСЕНСОРИКИ К ВОЛОКОННОЙ ПЛАТФОРМЕ: ВОЛОКОННЫЕ РЕШЕТКИ БРЭГГА И ИНТЕРФЕРОМЕТРЫ ФАБРИ – ПЕРО

2025-12-13T11:48:50+03:00

В работе представлен краткий обзор современных достижений в области биосенсорики с акцентом на волоконно-оптические технологии. Рассматриваются фундаментальные принципы построения биосенсоров, классификация и сравнительный анализ их достоинств и ограничений. Особое внимание уделяется наиболее распространенным волоконно-оптическим сенсорам на основе волоконных брэгговских решёток и интерферометров Фабри – Перо. Показаны их преимущества в виде высокой чувствительности, компактности, устойчивости к электромагнитным помехам и возможности удалённого мониторинга биологических объектов в реальном времени. Отмечено, что дальнейшее развитие биосенсорных технологий связано с внедрением новых материалов, оптических схем и методов обработки сигналов, что открывает широкие возможности для создания высокоэффективных сенсорных систем будущего

ОБЗОР МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ВОСХОДЯЩИМИ КАНАЛАМИ В СЕТЯХ 5G И ВЫШЕ, РАЗВЕРНУТЫХ НА БАЗЕ БПЛА

2025-12-13T11:48:51+03:00

В данной статье подробно рассмотрены методы управления восходящими каналами связи при развертывании сетей 5G и выше на базе БПЛА, используя для обзора предоставленную в конце статьи литературу. В обзоре особое внимание уделяется роли PUCCH (физического канала общего доступа) и PRACH (физического канала произвольного доступа), структурированию восходящего канала связи и управлению его мощностью, а также процедурам, важным для обеспечения малой задержки C2. На основе проведенного исследования мы утверждаем, что текущие форматы построения восходящих каналов связи разрабатывались в основном с учетом потребностей наземных пользователей, и что для сети на базе БПЛА требуются более гибкие и надежные решения. Во второй части статьи мы описываем, как концепции передачи сигналов частотных гребенок, разработанные в наших предыдущих исследованиях в области оптических технологий, могут быть использованы для повышения надежности управления восходящим каналом связи БПЛА в будущих системах.

НОВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ БЕСТРЕНДОВЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ: ПРОВЕРКА НА СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ

2025-12-13T11:48:51+03:00

В работе предлагается новый метод представления бестрендовых случайных последовательностей, основанный на анализе распределения корней, пересекающих горизонтальную линию, заключенную между максимальными и минимальными значениями заданной бестрендовой последовательности (БТП). Как оказалось при более детальном анализе, такое представление превращает БТП в некую псевдо-резонансную кривую, которая может быть описана 3-10 параметрами в зависимости от глубины анализа БТП. Такая трансформация позволяет сравнивать различные БТП между собой, без привлечения модельных представлений о распределении случайных точек внутри БТП. В сейсмологии центральное место занимает проблема отделения записанных сейсмограмм землетрясений (ЗТ) от взрывов, имеющих в своем возникновении искусственную или техногенную природу. Метод, предлагаемый в этой работе, основанный на явных физических качественных признаках и с применением более детальных корреляционных методов, позволяет сократить и качественно улучшить набор признаков, используемых для разделения ЗТ от техногенных взрывов (ТВ). Проверка на доступной базе данных позволяет осуществить такое разделение и рекомендовать этот метод для широкого применения

ИНТЕГРИРОВАННАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ И ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

2025-12-13T11:48:51+03:00

Рассматривается комплексная задача повышения автономности и ресурса электрохимических источников энергии (ЭХИ) беспилотных транспортных систем за счёт использования композиционных полимерных электролитов (КПЭ) с ин ситу синтезированными неорганическими наночастицами. Обсуждаются проблемы обеспечения однородного распределения наполнителя в полимерной матрице, формирования частиц с развитой поверхностью и управляемого синтеза в миниреакторах, создаваемых в объёме полимера. Показано, что для обоснования режимов синтеза и оценки деградационных процессов в КПЭ требуется сочетание встроенных методов самодиагностики. Аналитически рассмотрены возможности электрохимической импедансной спектроскопии с использованием распределения времён релаксации, анализа флуктуаций и переходных процессов для идентификации механизмов старения ЭХИ в реальном времени. Проанализирован потенциал волоконно-оптических сенсорных систем на основе волоконных брэгговских решёток и распределённых методов зондирования для получения пространственно-разрешённых карт температуры, деформации и влажности внутри топливных элементов. Показано отсутствие унифицированных протоколов синхронной съёмки и кросс-калибровки данных импедансной и волоконно-оптической диагностики. Сформулированы требования к интегрированной диагностической системе КПЭ в ЭХИ, обеспечивающей раннее обнаружение деградации, повышение надёжности и информированное проектирование силовых установок беспилотных транспортных средств.

ИТОГИ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ИНИЦИАТИВЫ В ИНЖЕНЕРНЫХ НАУКАХ»

2025-12-13T11:48:52+03:00

В данной статье представлены итоги Международной научно-практической конференции «Современные подходы и практические инициативы в инженерных науках», которая прошла в октябре 2025 года в Казани. Основное внимание уделено современным направлениям инженерной науки, включая материаловедение, полимерные композиционные материалы, аддитивные технологии, сенсорные системы и энергетические технологии. Конференция объединила более 50 докладчиков из России, Китая, Азербайджана и Германии, представивших исследования, направленные на развитие индустрии 4.0 и устойчивых инноваций. Особое место заняли доклады по численному моделированию, электрофизической модификации материалов, гибким сенсорам и новым методам производства композитов. Конференция была частично интегрирована в программу Глобального Форума «ТЕМП» – крупнейшую выставку и площадку по металлообработке и аддитивным технологиям. Мероприятие способствовало обмену знаниями, развитию междисциплинарных связей и укреплению международного сотрудничества в инженерной сфере.