Представляет Нижегородский редакционный совет

Никифоров И. А., Афанасьев А. В., Орлов И. Я. Активно-пассивная ИК-радиометрия для измерения физической поверхностной температуры … 2

Описана методика реализации активно-пассивной локации в ИК-радиометрии для измерения физической поверхностной температуры объектов. Рассмотрен разработанный ИК-радиометр, реализующий предложенную методику. Показано, что предложенная методика позволяет уменьшить ошибку радиометрических измерений, вызванную неконтролируемым изменением излучательной способности объекта.

Ключевые слова: радиометр, пирометр, активно-пассивная локация, излучательная способность.

Nikiforov I. A., Afanas’ev A. V., Orlov I. Ya. Active-passive infrared radiometry for measurement of physical surface temperature

Technique of active-passive infrared radiometry for measurement of physical surface temperature was described. Developed infrared radiometer based of the active-passive radiometry technique was described. Shown that this proposed technique allows to reduce the measurement errors which are caused by uncontrolled changes of object emissivity.

Keywords: radiometer, pyrometer, active-passive location, emission.

Мельников В. И. Волноводные акустоимпедансные уровнемеры и сигнализаторы жидкости … 6

Рассмотрены физические закономерности, лежащие в основе волноводных акустоимпедансных уровнемеров и сигнализаторов жидкости. Описаны конструктивные особенности волноводных чувствительных элементов на основе продольных, изгибных и крутильных нормальных волн. Приведены основные технические, конструктивные и рабочие характеристики акустоимпедансного уровнемера с волноводом продольных волн и многоточечных сигнализаторов уровня жидкости с одиночным чувствительным элементом.

Ключевые слова: уровнемер, сигнализатор уровня жидкости, акустический волновод, пьзопреобразователь.

Melnikov V. I. The acoustic impedance waveguide level meter and signaling devices for liquid

The action principle of acoustic impedance waveguide meter and signaling devices for measuring of liquids level was shown. The construction of waveguide sensitive the elements of based longitudinal, bending and torsional normal waves were description. The basic technical and constructive characteristics of acoustic impedance level meter of based longitudinal the waves and the signaling devices for control of level liquid were given.

Keywords: level meter, signaling devices for liquid acoustic waveguide, piezoelectric transducer.

Двоешерстов М. Ю., Босов С. И., Орлов И. Я. Акселерометр на поверхностных акустических волнах … 10

Рассмотрен принцип работы сверхчувствительного акселерометра на поверхностных акустических волнах (ПАВ), основанный на эффекте искажения электрического поля, сопровождающего ПАВ, металлической мембранной, находящейся над поверхностью пьезозвукопровода. Проведен численный анализ его основных характеристик.

Ключевые слова: акустоэлектроника, сенсор, поверхностные акустические волны, акселерометр, пьезокристалл.

Dvoesherstov M. Yu., Bosov S. I., Orlov I. Ya. Accelerometer based on surface acoustic waves

In this paper the principle of the ultrasensitive accelerometer based on surface acoustic waves based on the effect of distortion of electric field, accompanying surface waves, metallic membrane which is above the surface piezoelectric acoustic line was described. Numerical analysis of the main accelerometer features is presented.

Keywords: acoustoelectronics, sensor, surface acoustic waves, accelerometer, piezocrystal.

Шкелев Е. И., Земнюков Н. Е. Система обработки данных для вибродиагностики подвижных объектов … 15

Рассмотрена система цифровой частотно-временной обработки сигналов s(t) от мобильных источников, находящихся под механическим воздействием внутреннего или внешнего происхождения. Описан метод обработки, основанный на взаимном преобразовании Вигнера-Виля с опорным сигналом, структура которого соответствует структуре излученного (или переизлученного) сигнала s(t). Представлен функциональный состав системы обработки и рассмотрены аппаратно-программные средства ее реализации с учетом возможности работы в реальном масштабе времени. Показано, что предлагаемая система обработки данных, позволяет значительно повысить точность измерения параметров мелкомасштабных движений мобильных объектов, как посредством активного дистанционного зондирования, так и по сигналам от исследуемого объекта.

Ключевые слова: спектрально-временной анализ, цифровая обработка сигналов, мобильные объекты, контроль параметров движения, дистанционное зондирование.

Shkelev E. I Zemnyukov., N. E. Data processing system for vibrodiagnostics of moving objects

We consider a system of digital time-frequency signal s(t) processing from mobile sources under the mechanical action of internal or external origin. It is described a method of processing, based on mutual transformation of the Wigner-Ville with a reference signal, whose structure follows the structure of the radiated (or reradiated) signal s(t). The functional structure of processing systems and software for its implementation are presented, taking into account the possibility of working in real time. It is shown that the proposed system of data processing can significantly improve the accuracy of measurements of small-scale mobile objects movement’s parameters as through an active remote sensing, and on the signals from the object.

Keywords: spectral-temporal analysis, digital signal processing, mobile objects, control of movement’s parameters, remote sensing.

Вавилов В. Д. Защита микросистемных чувствительных элементов от вибрационной и ударной нагрузки … 20

Рассмотрен вопрос виброзащиты микросистемных чувствительных элементов, установленных в корпусе прибора. Получена математическая модель системы виброзащиты в виде передаточной функции четвертого порядка и ее реализация в виде компьютерной программы.

Ключевые слова: микросистема, виброзащита, консоль, гистерезисное демпфирование, точка резонанса, спад АЧХ.

Vavilov V. D. Protection microseisms instrument remedies for vibratory and striking load

Question vibration microseisms of the instrument facilities is considered in article on example three-dementional-go block, installed on shock absorber housed. Mathematical system model vibrо-protection is Received in the manner of transmission function of the sixth order and her realization in the manner of computer program.

Keywords: microseism, vibration, shock absorbers, point of the resonance, decline ACHH.

Гурбатов С. Н., Клемина А. В., Демин И. Ю., Клемин В. А. Акустический безреагентный анализатор "БИОМ" для клинико-диагностических лабораторий … 23

Представлен акустический анализатор “БИОМ”, который позволяет проводить исследования крови человека и получать результаты общего анализа крови, определять белковые фракции сыворотки крови и липидный спектр.

Ключевые слова: акустический анализатор, кровь.

Gurbatov S. N., Klemina A. V., Demin I. Yu., Klemin V. A. Acoustic no-reagent analyzer “BIOM” for Acoustic for clinical - diagnostic laboratories

Acoustic analyzer "BIOM" which allows to spend blood tests of the person and to receive results of the general analysis of blood, to define albuminous fractions of whey of blood and spectrum of lipids is considered.

Keywords: acoustic analyzer, blood.

Гурбатов С. Н., Демин И. Ю., Прончатов-Рубцов Н. В. Диагностика нелинейных акустических сред и эволюция интенсивных шумов (реализация виртуального прибора в LabVIEW) … 27

Рассмотрены вопросы численного моделирования эволюции интенсивных регулярных и случайных акустических волн в средах LabVIEW и MATLab. Решена задача о восстановлении начального спектра сигнала по измеренным спектральным и биспектральным характеристика принятого сигнала на коротких трассах (до образования разрывов в волне).

Ключевые слова: уравнение Бюргерса, виртуальный прибор, спектральный и биспектральный анализ, LabVIEW.

Gurbatov S. N., Demin I. Yu., Pronchatov-Rubtsov N. V. The diagnosis of nonlinear acoustic environments and the evolution of intense noise (virtual instrument in LabVIEW)

The object of the present study is a numerical analysis of the spectral and bispectral functions of the intense random signals propagating in nondispersive nonlinear media. LabVIEW environment is extremely simple in use, and provides good results as compared to traditional programming techniques. For example, internal libraries make it easy to take direct and inverse Fourier transform, as well as regular and random signals. The possibility of recovering the input spectrum from the measured spectrum and bispectrum at the output of the nonlinear medium is discusses.

Keywords: Burgers equation, virtual instrument in LabVIEW, spectral and bispectral analysis.

Белков И. Г., Малышев И. Н., Никулин С. М. Применение аппарата нейронных сетей для создания моделей пассивных электронных компонентов … 30

Обсуждаются способы построения параметрических моделей пассивных компонентов с помощью искусственных нейронных сетей. Рассмотрены основные типы нейронных сетей, наиболее подходящие для задач многомерной аппроксимации. Приведены способы построения параметрических моделей пассивных компонентов и результаты, демонстрирующие их эффективность.

Ключевые слова: нейронная сеть, параметрическая модель, электронный компонент, система автоматизированного проектирования.

Belkov I. G., Malyshev I. N., Nikulin S. M. Using neural networks to create models of passive electronic components

The new approach of building passive components parametric models using neural networks is proposed in this article. The main types of neural networks are best suited for multivariate approximation problems. Given the necessary ways and means to solve the problems of constructing a parametric model of passive components. Given the necessary ways and means to solve the problems of constructing a parametric model of passive components. The high efficiency of this approach is obtained.

Keywords: Neural networks, parametric model, electronic components, computer-aided design.

Пихтелев А. И., Пихтелев Н. А. Исследование процессов в системе частотной стабилизации рубидиевого стандарта частоты при наличии нелинейности вблизи атомного резонанса … 34

Рассмотрены процессы в электронной системе частотной автоподстройки рубидиевого стандарта частоты. Получены уравнения, описывающие процессы в реальной системе стабилизации частоты с учетом ее нелинейности в области малых частотных расстроек, которые позволили провести моделирование системы. Приведены результаты моделирования и анализа системы стабилизации частоты, оценено ее влияние на погрешности и предельные возможности рубидиевого стандарта частоты.

Ключевые слова: рубидиевый стандарт частоты, рубидиевый дискриминатор, система частотной автоподстройки, дискриминационная характеристика, нелинейность дискриминационной характеристики, остаточная частотная расстройка, погрешность частоты, коэффициент регулирования.

Pikhtelev A. I., Pikhtelev N. A. Investigation of processes in frequency stabilizing system of rubidium frequency standard in the presence of nonlinearity nearby atomic resonance

The processes in electronic automatic frequency control system of rubidium frequency standard are investigated in this article. The equations, which allowed to describe processes in the real frequency stabilizing system taking into account the nonlinearity of this system in area of small detunes, are deduced. This equations are allowed to realize simulation of frequency stabilizing system. The results of simulation and analysis of frequency stabilizing system are placed in this article. The influence of frequency stabilizing system on mistakes of rubidium frequency standard are estimated.

Keywords: rubidium frequency standard, automatic frequency control system, discriminating characteristic, nonlinearity of discriminating characteristic, residual frequency detunes, frequency mistake, control coefficient

Кукушкин А. В., Зотов А. В. Системы радионаблюдения на псевдоповерхностных электромагнитных волнах над сферической поверхностью земли (моря) … 39

Анализируется общая историко-методологическая ситуация в теории волн, направляемых поверхностью Земли. Показана контрпродуктивность (c электродинамической точки зрения) локальной аппроксимации выпуклой сферической поверхности Земли плоской. Формулируется и решается краевая задача для “псевдоповерхностных” волн открытого сферического волновода. Показано, что максимум амплитуды поля и соответствующих компонент вектора Пойнтинга у этих волн отжат от поверхности Земли, а не прижат, как это необходимо в теории поверхностных волн. В связи с этим отмечается, что решение практической задачи возбуждения этих волн наземными антеннами представляется малоэффективным. Поэтому для создания систем радионаблюдения с побережий за морской поверхностью на расстояниях за линией горизонта предлагается использовать тот факт, что поле этих волн в подводной (подземной) части наоборот всегда прижато к вогнутой сферической поверхности.

Ключевые слова: системы радионаблюдения, открытый сферический волновод, поверхностные волны, вытекающие волны, псевдоповерхностные волны, волна Ценнека, волна Зоммерфельда.

Kukushkin A. V., Zotov A. V. Radio-surveillance systems based on pseudo-surface electromagnetic waves on the spherical surface of the earth (sea)

General analysis of history and methodology of theory for wave propagation on the Earth surface is presented. Inconsistency, from the point of view of electrodynamics, of a local approximation of the spherical earth as a plane is shown. A boundary-value problem for an open spherical waveguide pseudo-surface waves is formulated and solved. These waves’ field amplitude maximum and the corresponding Poynting vector components maximums are shown to be directed away from the Earth surface rather than towards it as is necessary for the surface wave theory. In this connection, it is noted that the generation of such waves by land-based antennas seems impractical; and it is suggested that the fact that the underground or underwater part of fields of such waves, quite the opposite, is always directed towards the concave spherical surface, should be used for creation of shore-based radio-surveillance systems for monitoring the sea surface beyond the horizon.

Keywords: radio-surveillance systems, an open spherical waveguide, surface waves, leaky waves, pseudo-surface wave, Zenneck wave, Sommerfeld wave.

Тюгин Д. Ю., Куркина О. Е., Куркин А. А. Электронный атлас кинематических и нелинейных параметров внутренних гравитационных волн в Мировом океане … 49

Приведено описание программного обеспечения – электронного атласа по океанографии. Данный продукт содержит набор океанологических данных, рассчитанных на основе международных гидрологических источников (GDEM и WOA) и программу визуализации, извлечения и доступа к этим данным. Настоящий атлас востребован и является полезным инструментом как при экспресс-оценках предельных параметров длинных внутренних гравитационных волн в любой акватории Мирового океана, так и при подготовке входных данных для численных моделей. Приведено описание пользовательского интерфейса, предоставляемой функциональности и рассмотрены основные режимы работы.

Ключевые слова: визуализация данных, средства доступа к данным, электронный атлас, разработка программного обеспечения.

Tyugin D. Yu., Kurkina O. Ye., Kurkin A. A. The digital atlas of cinematic and non-linear parameters of internal gravity waves in the World ocean

The software digital oceanography atlas is described in this paper. This product consists of a set of oceanographic data calculated using international hydrology sources (GDEM and WOA) and a software for the data set visualization, extracting and access. The atlas is a very useful tool for express-estimations of limit parameters of internal gravity waves in any area in the World ocean and also for preprocessing of input data for numerical models. Description of user interface, existing functionality and main working modes of the software are presented.

Keywords: data visualization, data access tools, digital atlas, software developing.

Абашин А. Е., Большаков О. С., Вдовин В. Ф. и др. Болометры на холодных электронах: высокоэффективные датчики предельно слабых терагерцовых сигналов … 53

Рассмотрены некоторые подходы к проблемам создания, изучения характеристик и применения приемных комплексов терагерцового и субмиллиметрового диапазонов. Описаны возможные конструкции детекторов. Рассмотрены преимущества болометра на холодных электронах. Проведена серия измерений характеристик детекторов, дано описание оборудования, необходимого для проведения экспериментов.

Ключевые слова: болометр, детектор, криогенная техника, приемник, тепловые шумы, криорефрижератор, радиоастрономия, космические миссии, иммерсионные линзы.

Abashin A. E., Bolshakov O. S., Vdovin V. F., et al. Cold-electron bolometers: high-performance sensors for detecting extremely small THz signals.

The features of development receiving complexes of THz and submillimeter ranges are considered. The possible designs of detectors are described. The advantages of cold-electron bolometers are considered. A series of measurements on the detectors is lead; description of the equipment necessary to conduct experiments is given.

Keywords: bolometer, detector, cryogenic equipment, receiver, thermal noise, cryorefrigerator, radio astronomy, space missions, immersion lenses.

Еремеев Ю. В., Никулин С. М., Хилов В. П. Измерительные преобразователи для анализа электромагнитных характеристик объектов в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых длин волн … 57

Рассмотрены способы создания волноводных конструкций измерительных преобразователей зондового типа. Приведены результаты численного анализа частотных характеристик элементов конструкций и обсуждаются перспективы построения сравнительно недорогих средств измерений в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых длин волн.

Ключевые слова: зондовый измерительный преобразователь, рефлектометр, прямоугольный волновод, полиимидная пленка, векторный анализатор цепей.

Eremeev Yu. V., Nikulin S. M., Hilov V. P. The measurement converter for analysis electromagnetic characteristics of the tested object in the millimeter and submillimeter range

The development methods of waveguide measurement converter is considered in the article. The numerical analysis results for the structural elements frequency characteristics are presented. The prospects of a relatively cheap measurement instruments design in the millimeter and submillimeter range are discussed.

Keywords: measurement converter, reflectometer, rectangular waveguide, polyimide film, network analyzer.

Никулин С. М., Белова Ю. В. Измерение и идентификация большесигнальных S-параметров нелинейных СВЧ-цепей … 62

Рассмотрено математическое моделирование нелинейных СВЧ-цепей с помощью большесигнальных S-параметров как аналитических функций частоты, амплитуды падающей волны и импеданса нагрузки. Решены задачи измерения и идентификации параметров модели методами пространственно удаленной нагрузки и частотного окна. Обсуждаются перспективы автоматизированного проектирования, основанного на идентификации большесигнальных S-параметров методом гармонического баланса и линейном анализе нелинейных СВЧ-цепей.

Ключевые слова: нелинейная цепь, большесигнальные S-параметры, измерения, идентификация, автоматизированное проектирование, метод пространственно удаленной нагрузки, векторный анализатор цепей.

Nikulin S. M., Belova Y. V. Measurement and identification of large signal nonlinear microwave circuit S-parameters

The article considers mathematical simulation of nonlinear microwave circuits using large signal S-parameters as analytic functions of frequency, the incident wave amplitude and the load impedance. The authors solve the problem of the model parameters measuring and identification using the method of spatially remote load and the frequency window method. The article discusses the prospects of computer-aided design, based on identification of large signal S-parameters by means of harmonic balance and linear analysis of nonlinear microwave circuits.

Keywords: nonlinear circuit, large signal S-parameters, measurement, identification, computer-aided design, spatially remote load, vector network analyzer.

Баранов А. В., Моругин С. Л. Соотношения мощностей гармоник ключевых устройств Е класса … 66

Получены соотношения мощностей гармоник для обобщенных устройств класса Е (усилители и генераторы) с ключевым элементом, активное сопротивление которого изменяется от нуля во включенном состоянии до бесконечности в выключенном состоянии. Установлено, что в обобщенных режимах работы ключевых устройств, включая дуальные, генерация и преобразование высших гармоник в ключевых элементах является необходимым условием получения в них КПД, стремящемуся к 100 %, когда минимизируется рассеиваемая в ключе энергия. Соотношения, аналогичные соотношениям Мэнли-Роу, выполняются не только в цепи с реактивной нелинейностью, но и в ключевых цепях, работающих в режимах без рассеивания энергии на ключе.

Ключевые слова: мощности гармоник, соотношения Мэнли-Роу, ключевые усилители, усилители класса Е, ключевые режимы.

Baranov A. V., Morugin C. L. Ratio of harmonic powers of the E class key devices

Relations of harmonic energies for the generalized devices of class Е (amplifiers and generators) with the key element which active resistance changes from zero in the included condition to infinity in the switched off condition are received. As it is established in the generalized operating modes of key devices, including dual, generation and transformation of the higher harmonics in keys is a necessary condition to reach in them efficiency which aspires to 100 % when lost energy in a key is minimized. The relations similar to relations of Menli-Rowe, are carried out not only in a chain with jet nonlinearity, but also in the chains of keys working in modes without energy lost on a key.

Keywords: capacities of harmonics, Manley-Rowe relations, key amplifiers, amplifiers of class Е, key modes.

ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)

Новости. Новое в обнаружении радиоактивных излучений … 69

Библиография+ … 71

Выставки (январь–июнь 2012 г.) … 72

*  *  *

Указатель статей, опубликованных в журнале "Датчики и Системы" в 2011 г. … 73

*  *  *

Contents and abstracts … 79