Антенны играют основополагающую роль в современных системах связи, обеспечивая передачу и приём сигналов в различных частотных диапазонах. Каждая антенна разрабатывается для решения конкретных задач в зависимости от её рабочего диапазона частот. Независимо от того, используются ли они для связи между автомобилями или управления боевыми действиями, антенны выполняют критически важные функции, при этом первостепенное значение для военных применений приобретают соображения информационной безопасности. Автомобильные антенны обычно работают в диапазоне L, приблизительно от 1 до 2 ГГц, передавая сигнал через спутники. Однако традиционная передача сигнала через ионосферу связана с рядом ограничений, в частности, с наличием мёртвой зоны, приём сигнала в которой затруднён, что приводит к потере связи. Для борьбы с этим ограничением был предложен метод околовертикального падения ионосферной волны, или NVIS (Near Vertical Incident Skywave). В методе NVIS используются антенны с очень большими (> 75°) углами излучения и низкие частоты КВ диапазона, что позволяет преодолеть проблему мёртвой зоны. Несмотря на предпринимаемые исследователями усилия, достижение высокой эффективности излучения остаётся проблемой, часто из-за неверного выбора угла антенны. Кроме того, в предшествовавших исследованиях не уделялось должного внимания проблеме фокусировки узкого луча, имеющей критическое значение для дальней связи и пеленгации. Целью данной статьи является улучшение таких характеристик антенн, как эффективность и коэффициент усиления, путём использования специальной методики. Оптимизация конструкции и конфигурации антенн направлена на улучшение характеристик ионосферной связи, в частности, для военных применений, связанных с передачей данных и речи.

Измерение напряжения переменного тока является одним из наиболее распространённых видов измерений в различных областях науки и техники. Для оценки уровня напряжения переменного тока применяются вольтметры переменного тока, которые позволяют регистрировать амплитудные, средние и/или среднеквадратические значения (СКЗ) напряжения. Среди этих средств измерений особо значимы вольтметры СКЗ напряжения, т. к. СКЗ – фундаментальная физическая характеристика электрического сигнала, являющаяся истинной мерой мощности. Широкое распространение сигналов несинусоидальной формы обуславливает необходимость создания вольтметров для прямого измерения СКЗ, основным узлом которых является измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения (ПСКЗ ). Анализ существующих технических решений показывает, что для высокоточного измерения СКЗ напряжения произвольной формы со спектром в полосе частот от 20 Гц до 20–50 МГц целесообразно применение ПСКЗ с термоэлектрическим преобразователем (ТЭП). Такой ПСКЗ должен содержать дифференциальный полупроводниковый ТЭП и входной широкополосный усилитель напряжения с малой нелинейностью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Целью работы являлась разработка измерительного ПСКЗ напряжения произвольной формы, при которой особое внимание уделено модернизации ТЭП и уменьшению погрешности ПСКЗ за счёт коррекции АЧХ входного усилителя и введения автоматической калибровки выходного напряжения. В статье описаны особенности полупроводниковых кристаллов и конструктивного исполнения ТЭП в виде микросхемы и микросборки, результаты измерений параметров ПСКЗ и элементов ТЭП. Отмечено существенное влияние АЧХ входного усилителя и напряжения смещения нуля транзисторов ТЭП на погрешность ПСКЗ. Модернизация входного усилителя и введение автоматической калибровки выходного напряжения обеспечили погрешность преобразования синусоидального сигнала менее 1 % в диапазоне от 20 Гц до 50 МГц.

Представлен аппарат генерации воздушной плазменной струи «АЛОЭ». От известных аналогов аппарат отличается компактностью, достигнутой за счёт отсутствия необходимости в использовании инертных газов (их заменяет окружающий воздух) и возможностью определения дозы воздействия. По своим характеристикам новинка соответствует мировому уровню. Отечественных аналогов нет. Приведены параметры и примеры использования данного прибора. Разработка будет востребована в сфере здравоохранения, ветеринарии, косметологии. Аппарат может быть применён для обеззараживания поверхностей, включая термочувствительные, такие как живые ткани, а также служить прототипом при разработке различных приборов физиотерапевтической направленности.

В настоящее время актуальным является создание систем ориентации подвижных объектов, основанных на комплексировании различных типов датчиков первичной информации. Одним из способов решения задачи ориентации является использование метода TRIAD (Tri-Axial Attitude Determination), позволяющего определить матрицу направляющих косинусов между двумя системами координат. Традиционный метод TRIAD базируется на использовании двух опорных векторов – силы тяжести и геомагнитного поля, измеряемых акселерометрами и магнитометрами соответственно. Недостатком данного метода являются существенные возмущения при ускоренном движении объекта и влияние случайных погрешностей датчиков первичной информации. В работе предложен модифицированный метод TRIAD, базирующийся на измерениях трёх триад датчиков: магнитометров, акселерометров и гироскопов. На основе измерений гироскопов формируются оценки векторов ускорения силы тяжести и геомагнитного поля, которые затем комплексируются с показаниями акселерометров и магнитометров. Комплексированные векторы ускорения силы тяжести и геомагнитного поля используются затем для формирования матрицы направляющих косинусов по методу TRIAD. Метод может быть полезен для реализации бесплатформенных систем ориентации подвижных объектов различного базирования, так как в 6–8 раз точнее по сравнению с классическим  методом  TRIAD.  Степень  ослабления  случайных  погрешностей  датчиков и возмущений от ускорений объекта может настраиваться весовыми коэффициентами.

Теоретически рассмотрено отражение лазерного гауссова пучка от плоского круглого ламбертова диска. Установлено, что результаты экспериментальных измерений мощности отражённого пучка в зависимости от радиуса диска при различных дистанциях от фотоприёмной системы до объекта хорошо согласуются с теоретической моделью. Показано, что при радиусе лазерного пучка больше размеров зондируемого объекта сложной формы, его можно заменить эквивалентным ламбертовым диском с такой же эффективной площадью отражения.

Терморасширенные графиты относятся к новому классу графитовых материалов, обладающих уникальными физико-химическими и механическими свойствами. Скорость акустических волн – одна из важнейших характеристик при исследованиях пористых материалов, в том числе, тонких пористых листов терморасширенного графита. В статье экспериментально исследованы особенности распространения симметричной моды S0 волны Лэмба и SH-волны горизонтальной поляризации в листах терморасширенного графита. Для определения скоростей использована дифференциальная схема измерений, реализованная на базе низкочастотного акустического дефектоскопа DIO1000 LF и специализированных пьезопреобразователей с сухим точечным контактом. Дополнительно определена скорость продольной волны в направлении толщины листа с использованием пьезопреобразователей на основе поливинилидентфторида. Построены индикатрисы скоростей нормальных волн в плоскости проката и показано, что максимальная акустическая анизотропия его свойств характерна для используемой S0 моды, при этом минимум скорости соответствует продольному направлению плоскости проката, в котором наблюдается максимальная вытянутость газовых пор. Исследовано влияние толщины и плотности листов терморасширенного графита на скорость нормальных волн и показано наличие области толщин, где наблюдается их минимальное значение вследствие максимальной неоднородности слоёв, формируемых в процессе прокатки. Предложена методика определения динамических упругих модулей пористых листов терморасширенного графита по данным экспериментально измеренных скоростей нормальных волн и показано, что в продольном направлении плоскости проката коэффициент Пуассона принимает отрицательное значение, что позволяет отнести указанный материал к ауксетикам.

Кинетическое индентирование широко используется для измерения физико-механических свойств материалов, как один из наиболее универсальных методов неразрушающего контроля. В настоящей работе использованы новейшие достижения в области искусственного интеллекта и возможности библиотек языка программирования Питон, позволяющие на основании данных диаграммы микроударного нагружения материала провести точные измерения твёрдости чугунов различных марок. Показано, что применение машинного обучения позволяет устранить грубые ошибки и снизить погрешность косвенного определения твёрдости в несколько раз – до 10 единиц по Бринеллю HB. Также установлено, что формирование дополнительных признаков для обучения моделей (на основании традиционно используемых характеристик: глубин внедрения, скорости перемещения индентора и контактных усилий в определённые моменты времени) положительным образом сказывается на точности измерений, однако при этом их количество также должно быть оптимизировано. Возможность эффективного использования машинного обучения для оценки твёрдости доказана путём сравнения расчётных значений твёрдости с данными, полученными стандартными методами испытаний. Достоинством разработанной методики контроля является то, что разработанные алгоритмы могут применяться для оперативной диагностики твёрдости чугуна с использованием уже существующего оборудования. Предложенный подход представляется целесообразным распространить на определение других механических характеристик чугуна: предела текучести, показателя деформационного упрочнения, ползучести, релаксации, определяемых методами индентирования.

Полупроводниковые материалы на основе оксидов ZnO и RE³⁺MnO₃ рассматриваются как потенциальные кандидаты для спинтроники. В работе представлены методика и результаты исследования эффекта магнитного кругового дихроизма для плёночных структур Zn_1-xCo_xO, Zn_1-x-yCo_xAl_yO и RE_1-x ³⁺A_x ²⁺MnO₃ в диапазоне видимого излучения. Показано, что поведение магнитного кругового дихроизма плёнок манганита отражает не только магнитную, но и зарядовую составляющую материала. Это указывает на возможность исследования магнитных и транспортных характеристик плёнок с помощью магнитного кругового дихроизма спектроскопии. Поскольку магнитный круговой дихроизм также напрямую зондирует основные и возбуждённые электронные состояния плёнки, были получены данные, обновляющие расчётные параметры для описания зонной структуры манганитов. В случае плёнок Zn_1-xCo_xO и Zn_1-x-yCo_xAl_yO установлено, что спектральная форма магнитного кругового дихроизма выступает в качестве инструмента для обнаружения наночастиц Co в матрице твёрдого раствора ZnO:Co и ZnO:(Co+Al).

Представлена  разработка  измерителя  ВЧ-сигналов  большой  мощности,  основанного на методе калориметрических измерений, который в ряде случаев является единственно возможным. Устройство представляет систему элементов, обменивающихся либо энергией, либо информацией, работа и взаимосвязь которых обеспечивает устойчивость его функционирования. Основными элементами измерителя являются: согласованная нагрузка и двухконтурная водовоздушная система охлаждения, преобразующие ВЧ-энергию сначала в тепловую энергию электрического тока, а затем во внутреннюю энергию теплоносителя (рабочего тела). Система измерения и управления обеспечивает отображение информации на монитор и выработку внутренних управляющих сигналов. В работе делается акцент на процессе преобразования энергии электромагнитного излучения во внутреннюю энергию теплоносителя, так как согласованная ВЧ-нагрузка интегрируется в систему охлаждения и требует специальных конструктивных и технологических решений для обеспечения эффективной работы. Для испытания разработанного ВЧ-поглотителя мощностью до 5 кВт спроектирована система охлаждения и измерения ВЧ-сигнала. Параметры системы охлаждения определялись исходя из минимизации времени достижения теплового равновесия (времени установления показаний) и заданных параметров (входная температура не более 35 °С, перепад температуры не более 40 °С). По электродинамической модели, построенной методом частичных областей, определены геометрические размеры, при которых коэффициент стоячей волны по напряжению нагрузки в рабочем частотном диапазоне (от постоянного тока до 1300 МГц) будет наименьшим. Представлены результаты проектирования измерителя большой ВЧ-мощности, охлаждаемого жидкостью (водой), рассматриваются происходящие в ней теплофизические процессы и влияние наличия теплоносителя в контуре охлаждения.