Радиофизика

Модульный курс знакомит студентов с основополагающими вехами развития радиофизики как науки. В нем рассказано как об истории становления и современных достижениях радиотехники, радиоспектроскопии, твердотельной и квантовой электроники, лазерной спектроскопии, физики и техники терагерцового излучения, радиоастрономии, так и о научной деятельности ряда выдающихся ученых-радиофизиков. Исследование истории радиофизики проводится в контексте самой престижной научной награды – Нобелевской премии. Кроме того, представлен достаточно обширный материал, посвященный истории развития отечественной радиофизики. Модульный курс предназначен для обучения магистров по направлениям подготовки 511500 Радиофизика и 011200 Физика. Его можно использовать также и для обучения по направлению 050100 Педагогическое образование (квалификация «магистр») при подготовке будущих учителей к осуществлению исторического подхода к преподаванию физики в школе. Издание может быть также рекомендовано всем интересующимся вопросами истории и методологии науки.

Задача планирования радиочастотного спектра для электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств беспроводной связи и повышения безопасности передаваемой информации является оптимизационной задачей при заданной системе ограничений. Большое количество радиоэлектронных средств и сложные способы их взаимодействия при совместном функционировании обуславливают сложность оптимального распределения частот. Решение задачи с помощью методов Монте-Карло и алгоритмов глобального поиска с применением схем редукции сложности многоэкстремальной задачи приводит к проработке большого множества возможных вариантов присвоения частот. Кроме этого, при проектировании алгоритмов перестройки рабочей частоты необходимо учитывать эффекты интермодуляции, группового воздействия помех и другие комбинации физических факторов. В статье предлагается использовать спайковую нейронную сеть с адаптивной схемой соединения спайковых нейронов и электрооптической системой передачи импульсов между элементами нейронной сети. Оптическая система коммутации применяется не только как система коммуникации, но и как механизм отслеживания изменений ритмичности во время функционирования нейронной сети. Применение аналогового электрохимического интегрирующего элемента делает возможным организацию сбора информации об активности групп нейронов в течение длительного интервала времени. Полученные значения активности применяются для повышения эффективности алгоритма обучения. Спроектированная нейросетевая структура используется для решения задачи динамического присвоения частот и определения интервалов активности передатчика в условиях изменяющейся электромагнитной обстановки.

В методических указаниях рассмотрено поглощения гамма-излучения в веществе. Приводится теория этого явления. Рассматривается способ экспериментального определения сечений поглощения гамма-квантов для различных механизмов поглощения. Методические указания разработаны для студентов физического, радиофизического и физико-технического факультетов.

Монография посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию эффекта однофотонного детектирования в узких сверхпроводящих полосках на основе ультратонких пленок, который был в 2001 г. предложен автором настоящей монографии и в том же году был обнаружен экспериментально. Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих исследователей, работающих в области сверхпроводниковой наноэлектроники и радиофизики.

Монография посвящена детекторам видимого, дальнего ближнего и дальнего ИК диапазонов на основе пленок TiN, исследование времени релаксации энергии в сверхпроводящих пленках алмаза, легированного бором, разработка и исследование сверхпроводникового однофотонного детектора на основе нанопроводника из NbN для когерентного детектирования слабых сигналов.

Монография посвящена сверхширокополосным планарным антеннам для детекторов терагерцового диапазона и продвижению диапазона их эффективной работы в область частот выше 10 ТГц. Рассмотрен метод двух монохроматических источников для измерения полосы преобразования; изотермический метод определения поглощённой мощности гетеродина; методика измерения эквивалентной мощности шума для детекторов терагерцового диапазона. В настоящее время наблюдается активное продвижение в терагерцовую область как со стороны радиоастрономических применений, так и со стороны технических приложений – например, терагерцового тепловидения и спектроскопии, развитие медицинских приложений, в основе которых – высокочувствительные ТГц детекторы.

Монография посвящена результатам исследования физики работы болометра на эффекте электронного разогрева в режиме детектирования коротких импульсов излучения терагерцового и инфракрасного диапазонов. Исследованный чувствительный и быстродействующий детектор с аттоджоулевым энергетическим разрешением, работающий при температуре около 10 К имеет потенциал широкого практического применения в ряде востребованных практических приложений, связанных с медициной и системами обнаружения наркотических и взрывчатых веществ, где требуется использование импульсного терагерцового излучения. Монография предназначена для студентов старших курсов, аспирантов и начинающих исследователей, работающих в области сверхпроводниковой наноэлектроники и радиофизики.

Монография посвящена актуальным вопросам, связанным с выбором для проектируемых систем связи многомерных ансамблей сигналов, позволяющих передавать сообщения по каналам связи с максимально возможной скоростью (максимальной спектральной эффективностью), а также с максимальной энергетической эффективностью, теоретический предел которых был установлен создателем теории информации Клодом Шенноном. В ней дан аналитический обзор основных современных методов построения помехоустойчивых кодов, предназначенных для передачи сообщений в дискретных каналах связи, и двумерных и многомерных ансамблей сигналов, с помощью которых сообщения передаются в непрерывных каналах связи. В монографии представлен ряд новых результатов. Изложены новые методы определения вероятности ошибки при приеме многомерных сигналов, позволившие обобщить теорему Шеннона о пропускной способности непрерывного канала связи на случай, когда сигналы имеют ограниченную длительность и известна требуемая вероятность ошибки, возникающей при демодуляции принятых сигналов. В книге развиты конструктивные методы построения многомерных ансамблей объемно- и поверхностно-сферических сигналов, которые, как было показано Шенноном, являются оптимальными для передачи сообщений в канале связи с белым гауссовским шумом. Предложен метод оценки энергетической эффективности систем связи. Этот метод использован для сравнения систем связи, в которых используются разные методы модуляции и разные помехоустойчивые коды. Показано, что в системах связи, в которых используются многомерные ансамбли сигналов, применение помехоустойчивых кодов нецелесообразно. Книга адресована научным работникам и инженерам – специалистам в области разработки и проектирования новых наземных, спутниковых телекоммуникационных систем связи, систем подвижной связи и цифрового вещания. Она может быть использована в качестве учебного пособия для аспирантов и студентов инфокоммуникационных и радиотехнических специальностей.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 03.03.03 – Радиофизика, и содержит теоретические основы и рекомендации по выполнению лабораторных работ по изучению принципа действия, параметров и характеристик высокостабильных генераторов СВЧ, а также их практического применения.

Учебное пособие содержит теоретические основы работы и устройства селективных усилителей, а также рекомендации по выполнению лабораторных работ на учебном стенде и на компьютере по изучению принципа действия, параметров и характеристик усилителей данного типа. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 03.03.03 – «радиофизика» по дисциплинам: радиоэлектроника, квантовая радиофизика и радиофизический практикум.

Представлены основные сведения по теории вероятностей: теоремы сложения и умножения вероятностей, теоремы Лапласа и Пуассона, формулы Байеса и Бернулли. Приведены законы распределения для дискретных и непрерывных случайных величин, их числовые характеристики. Рассмотрены основы теории статистической радиотехники; считается, что помеха – стационарный случайный процесс. Дано представление такого процесса интегралом Фурье – Стилтьеса, приведена теорема Винера – Хинчина. Решаются задачи теории и практики помехоустойчивости: согласованный фильтр, фильтр Винера, фильтр Калмана; оптимальное обнаружение/ различение сигналов по критериям Неймана – Пирсона, идеального наблюдателя. Охарактеризована помехоустойчивость систем связи с амплитудной, частотной и фазовой модуляциями. Описаны проблемы оценки параметров сигналов в присутствии помех. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 11.03.01 «Радиотехника», 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы», 12.03.01 «Приборостроение» и 25.05.03 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования».

Даны сведения об устройствах СВЧ-диапазона и антеннах, непрерывных и дискретных линейных излучающих системах. Рассмотрены вопросы теории антенных устройств, линий передачи СВЧ, а также многополюсников СВЧ. Приведено описание методов измерения характеристик антенн и СВЧ-устройств. Предназначено для студентов технических вузов всех форм обучения, обучающихся по направлению подготовки 11.03.01 «Радиотехника».

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 03.03.03 Радиофизика по дисциплине «Радиофизическая электроника», и содержит теоретические основы и рекомендации по выполнению лабораторных работ по изучению принципа действия, параметров и характеристик транзисторных генераторов, а также их практического применения.

Научно-теоретический труд посвящен обобщению существующих методов и средств обнаружения воздушных целей на атмосферном фоне с земли. В монографии проведен анализ экспериментально полученных данных, построены математические модели и выявлены основные свойства собственного инфракрасного излучения атмосферного фона. На основе выявленных свойств, пространственного распределения излучения атмосферного фона, предложен метод «компенсации фона». Метод позволяет с использованием выявленных признаков атмосферного фона разделять множество элементов фоноцелевого изображения на подмножества элементов, принадлежащих изображению фона и цели. С использованием метода разработаны несколько способов обнаружения воздушной цели на атмосферном фоне. В основе способов лежат корреляционные и спектральные пространственные свойства атмосферного фона. Для проверки работоспособности предложенного метода и способов проведено математическое моделирование процесса обнаружения воздушной цели на атмосферном фоне при различных метеорологических ситуациях. Издание предназначено для научных работников, преподавателей, аспирантов, студентов вузов, курсантов высших военных учебных заведений Министерства обороны РФ.

В учебном пособии рассматривается временное и спектральное представление радиотехнических сигналов, способы формирования и погрешности оценки параметров сигналов. В пособие вошли свыше ста осциллограмм и спектрограмм сигналов, широко используемых в радио- и других областях техники. Все временные и спектральные графики получены с помощью современных цифровых приборов. Предназначено для студентов старших курсов, изучающих дисциплину «Телекоммуникационные системы». Учебное пособие может быть полезно при изучении дисциплины «Радиоприемные и радиопередающие устройства», а также при курсовом и дипломном проектировании.

В методических указаниях рассмотрен α-распад тяжелых ядер. Приводится теория этого явления. Рассматривается способ экспериментального определения длины пробега α-частиц и нахождения периода полураспада ядер и энергии α-частиц. Методические указания разработаны для студентов физического, радиофизического и физико-технического факультетов.

В учебном пособии на доступном уровне изложены современные фундаментальные вопросы курса общей физики по разделу «Колебания и волны» в соответствии с государственными стандартами ФГОС ВО различных направлений и специальностей. Структура пособия построена так, что позволяет обучающемуся вести самостоятельную подготовку, подкрепляя ее приведенными в тексте контрольными вопросами и решением задач. Учебное пособие предназначено для подготовки студентов вузов всех форм обучения различных специальностей и направлений.

В методических указаниях изучается зависимость интенсивности космического излучения от толщины пройденных им свинцовых пластин. Методические указания разработаны для студентов физического, радиофизического и физико-технического факультетов.

В методических указаниях рассмотрено излучение абсолютно черного тела. Приводится теория этого явления. Рассматривается способ экспериментальной проверки закона Стефана – Больцмана и определение аппаратной функции прибора. Методические указания разработаны для студентов физического, радиофизического и физико-технического факультетов.

В методических указаниях рассмотрено изучение углового распределения жесткой компоненты космических лучей при помощи космического телескопа и определение собственного времени жизни мюона. Методические указания разработаны для студентов физического, радиофизического и физико-технического факультетов.