Электроника, фотоника и киберфизические системы

КОЛОНКА РЕДАКТОРА

Олег Геннадьевич Морозов — 2026-04-20

ДИСКРЕТНЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ИНВАРИАНТЫ В АНАЛИЗЕ ГЕНЕРАТОРОВ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Сергей Сергеевич Логинов — 2026-03-26

В работе представлены результаты анализа наиболее известных генераторов псевдослучайных чисел методом дискретных геометрических инвариантов (ДГИ). Показано, что данный метод позволяет сопоставлять различные типы генераторов псевдослучайных чисел, классифицировать генераторы по временным реализациям псевдослучайных последовательностей и найти их различия друг с другом (в рамках параметров ДГИ), которые обусловлены их малыми физическими различиями (на уровне их приборных реализаций).

ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ РЕШЕТЧАТОЙ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ

Ярослав Антонович Хомяков — 2026-03-31

Разработана упрощенная модель решетчатой зеркальной антенны Ka-диапазона для оценки зависимости ДН от количества ребер. В среде MathCAD 15.0 выполнен предварительный расчёт для оценки влияния секционирование профиля рефлектора. Произведено моделирование спроектированной антенны в ПО CST Studio Suite. Получены графики ДН для различных условий, выполнено сравнение экспериментальных данных с расчётными.

КВАНТОВЫЕ ПРИНЦИПЫ В ВОЛОКОННОЙ СЕНСОРИКЕ

Алия Алмазовна Камалеева — 2026-03-24

В статье представлен обзор квантовых принципов и физических эффектов, перспективных для развития волоконно-оптической сенсорики. Показано, что дальнейшее повышение чувствительности и информативности волоконных датчиков связано с переходом от классических методов регистрации к использованию квантовой когерентности, квантовых корреляций, одиночных фотонов, сжатых состояний света и квантовых материалов. Рассмотрены основные подходы квантового зондирования, особенности квантовых источников света, а также возможности применения углеродных наноалмазов с NV-центрами, фотонных кристаллов, квантовых точек и плазмонных структур в волоконных сенсорных системах. Отдельное внимание уделено использованию рамановского, бриллюэновского и рэлеевского рассеяния в распределённых измерениях температуры, деформации и других физических параметров. Показано, что интеграция квантовых эффектов в архитектуру волоконно-оптических датчиков открывает путь к созданию сенсорных систем нового поколения, обладающих повышенной чувствительностью, высоким пространственным разрешением и расширенными функциональными возможностями. Сделан вывод о значительном потенциале квантовых подходов для дальнейшего развития волоконной сенсорики и их перспективности для практических применений в науке, технике и биомедицине.

РАДИОФОТОННЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПРИЕМНЫЙ ТРАКТ ДЛЯ СИСТЕМ РАДИОЛОКАЦИИ. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОННЫХ И ФОТОННЫХ РЕШЕНИЙ

Ильяс Тальгатович Шарипов — 2026-03-24

В работе представлен анализ электронных и фотонных решений к построению многоканальных сверхширокополосных приёмных трактов радиолокационных систем (РЛС). Сформулированы ключевые вызовы современной радиолокации — «аналоговый барьер» аналого-цифровых преобразователей (АЦП) при прямой оцифровке широкополосных сигналов, фазовый шум гетеродинов и распределения опорных частот, обнаружение малых целей на фоне мощного отражения от подстилающей поверхности, частотный увод луча в широкополосных фазированных антенных решетках и спектральное сосуществование различных систем в перегруженном спектре. Показано, что радиофотоника - фотонные АЦП с временной растяжкой, оптические гетеродинные источники и распределение излучения радиогетеродинов по волокну, фотонные формирователи диаграмм направленности (ДН) с истинной временной задержкой и оптическая спектральная обработка - обеспечивают физические механизмы преодоления этих ограничений. Предложено к рассмотрению новое направление развитие радиофотоники в исследуемой области – частотно-разнесенные антенные решетки для формирования ДН с применением двух несущих и радиофотонные формирователи для их реализации. Обсуждаются сравнительные преимущества фотонных и электронных решений, а также нерешённые инженерные задачи: гибридные АЦП-фронтенды, интеграция и миниатюризация фотонных интегральных схем, энергоэффективность и стандартизация интерфейсов. Итоги обзора указывают на стратегическую неизбежность внедрения радиофотонных технологий в РЛС нового поколения.

АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ МГНОВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ МНОЖЕСТВА МИКРОВОЛНОВЫХ СИГНАЛОВ, ПОСТРОЕННЫХ НА ОСНОВЕ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ПАКЕТОВ ДИСКРЕТНЫХ ЧАСТОТ

Ленар Дамирович Ибрагимов — 2026-04-17

В данном обзоре рассматриваются современные радиофотонные методы мгновенного измерения частот микроволновых сигналов, освещаются их явные преимущества и проблемы при обнаружении многочастотных и широкополосных вариантов. Подробно обсуждаются различные методы оптической обработки для мгновенного измерения частот, включая методы отображения частота-пространство (канализация), в том числе в сочетании с методами отображения частота-мощность. Отдельно рассматриваются методы формирования и применения широкополосных пакетов дискретных частот как основы реализации методов канализации и измерения частот, а также процедур переноса измеряемых микроволновых сигналов в оптический диапазон с использованием специальных методов модуляции. Эти современные достижения в совокупности расширяют диапазоны и повышают точность измерения частот микроволновых сигналов, предлагая надежные и масштабируемые решения для различных применений, включающих радиолокационные, телекоммуникационные и др.

СИСТЕМА МГНОВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ МНОЖЕСТВА МИКРОВОЛНОВЫХ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ ДВОЙНОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО ПАКЕТА ДИСКРЕТНЫХ ЧАСТОТ

Линар Дамирович Ибрагимов — 2026-04-17

Широкополосные пакеты дискретных частот (ШПДЧ), генерируемые посредством электрооптической модуляции лазеров непрерывного излучения, обеспечивают высокую мощность отдельных компонент, простое управление шагом пакета, а также меньшую сложность и стоимость по сравнению с генераторами, основанными на других физических принципах. По этим причинам они представляют собой перспективный оптический источник для систем мгновенного измерения частоты (МИЧ) множества микроволновых сигналов (ММС). В этой работе представлена структура с двойным ШПДЧ, генерируемым одним лазером с использованием фазовых электрооптических модуляторов. Применение двойного ШПДЧ повышает универсальность, надежность и стабильность МИЧ ММС без необходимости какой-либо переконфигурации для проведения измерений различных типов сигналов. Кроме того, схема детектирования, основанная на канальном мультиплексировании, улучшает отношение сигнал/шум по сравнению с другими подходами, обеспечивая большую гибкость в конфигурации и высокую скорость получения оценки измеряемых частот.

ПИЛОТНАЯ IN VIVO ВЕРИФИКАЦИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО СЕНСОРА

Глеб Егорович Соболев — 2026-04-13

Представлена in vivo верификация волоконно-оптического сенсора на основе волоконной решётки Брэгга, сформированной вблизи торца одномодового оптического волокна и имплантируемой в ткань головного мозга мыши. Показана принципиальная возможность регистрации физиологически модулированного оптического сигнала после оптимизации геометрии чувствительного элемента. Спектральный анализ зарегистрированного отклика выявил устойчивую спектральную компоненту в диапазоне частот, соответствующем дыхательному ритму анестезированного животного. Отмечено, что наблюдаемый сигнал может включать как физиологическую, так и механическую составляющие, а его интерпретация осложняется появлением интерференционной составляющей типа Фабри – Перо. Полученные результаты подтверждают перспективность предложенного подхода для дальнейших in vivo исследований.

ПЛЕЧЕВОЙ ВОЛОКОННЫЙ БРЭГГОВСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ТРЕХМЕРНОГО КОНТРОЛЯ ДВИЖЕНИЙ

Шамиль Ринатович Юсупов — 2026-04-13

В статье решена задача создания прототипа сенсора на основе волоконно-оптических технологий, который обеспечивает измерение движений плечевого сустава в трехмерном пространстве. Для ее решения проанализированы существующие аналогичные наработки и выбраны лучшие трехмерные датчики изгиба по критерию качество-стоимость. На основе их модернизации рассмотрены общие принципы функционирования нового сенсора, состоящего из трех волокон, расположенных в вершинах равномерного треугольника, в которых записаны адресные волоконные брэгговские структуры с одинаковой центральной и различными разностными частотами. Применение последних не требует для опроса дорогостоящих оптико-электронных интеррогаторов и позволяет использовать быстродействующие прецизионные радиофотонные интеррогаторы. Это позволяет применять разрабатываемый сенсор не только в медицинских и клинико-диагностических центрах, но и в ходе тренировок, состязаний и в бытовых условиях, т.е. собирать данные о работе плечевого сустава спортсмена непрерывно, объективно и не инвазивно.

АДМИНИСТРАТИВНАЯ ПЕРЕГРУЗКА ПРОФЕССОРА КАК ФАКТОР СНИЖЕНИЯ НАУЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ УНИВЕРСИТЕТА

Марат Шамильевич Салахутдинов — 2026-03-18

Рассматривается проблема избыточной административно-канцелярской занятости профессора в современной научно-образовательной организации и её влияние на научную продуктивность и качество результатов. Показано, что труд профессора обладает высокой ценностью и нелинейной отдачей, поскольку он сосредоточен на задачах высокой сложности и неопределённости: постановке исследовательских задач, выборе моделей и методов, проектировании эксперимента, интерпретации данных, научном письме и формировании культуры воспроизводимости в научной группе. Обосновывается тезис о пороговом характере потерь, когда при фрагментации рабочего времени и частых переключениях контекста снижается эффективность «глубокой» научной работы, возрастает риск методологических ошибок. Предлагается организационное решение в виде поддержки профессора через закрепление специалиста, выполняющего регламентируемые административные функции (документооборот, планирование, отчётность, координацию), что позволяет вернуть время профессора в научную сферу и повысить устойчивость научных школ. Вводится часовая модель оценки эффекта, позволяющая анализировать результативность решения без денежных оценок.

ТРЕНДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ: ОБЗОР МЕРОПРИЯТИЯ «ADDITIVE MINDED» В РАМКАХ МЕЖДУНАРОДНОЙ ВЫСТАВКИ «RUPLASTICA-2026»

Мансур Флоридович Галиханов — 2026-03-18

Статья посвящена обзору Международной выставки пластмасс и резины Ruplastica-2026 и специализированного проекта Additive Minded, прошедших 27–30 января 2026 года в Москве. Выставка объединила свыше 1100 компаний из 20+ стран и 33 000 специалистов, подчеркнув тренды импортозамещения, технологического суверенитета и интеграции аддитивных технологий в промышленность. Проанализированы ключевые участники, деловая программа проекта Additive Minded с треками по экономике, материалам и цифровизации, а также инновации в программном обеспечении. Особое внимание уделено докладу Академии наук Республики Татарстан о разработке функциональных полимерных филаментов для FDM-печати: фильтрующих структур с трибоэлектризацией, полимерных электретов, водорастворимых композитов и электропроводящих материалов с углеродными нанотрубками. Предложен многостадийный подход к созданию композитов (выбор матрицы, компаундирование, экструзия, оптимизация печати). Результаты демонстрируют переход аддитивного производства от прототипирования к серийным функциональным изделиям в авиастроении, энергетике и нефтяной промышленности.