Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
МЕНЮ
Волновые процессы в неоднородных средах

Повышение помехоустойчивости систем связи с OFDM-сигналами с применением вейвлет-преобразования

Повышение помехоустойчивости систем связи с OFDM-сигналами с применением вейвлет-преобразования

Е. Н. Рычков$^1$, Ю. Yu. Пирогов$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6.

Рассмотрены системы связи с OFDM-сигналами в сравнении с классическими системами связи на базе амплитудной, частотной и фазовой видов модуляций. Исследована возможность использования в данных системах связи вейвлет-преобразования вместо преобразования Фурье. Произведено сравнение принятой приемником системы связи информации для случаев с вейвлет- и Фурье- базисами. Показано, что вейвлет может обеспечить выигрыш в борьбе с селективными частотными замираниями, так как информация в таком сигнале не локализована в частотной области и не размыта во временной. Таким образом, показана возможность создания новых систем связи, где оптимальные параметры системы не распределены по разным алгоритмам, таким как кодирование с перемежением, OQAM-IOTA, FBMC и другим, а сосредоточены в одной функции вейвлет-преобразования.

Показать Аннотацию
Математическое моделирование в радиофизике и оптике

Моделирование возбуждения плазмонных частиц электронным пучком (EELS) с помощью метода дискретных источников

Моделирование возбуждения плазмонных частиц электронным пучком (EELS) с помощью метода дискретных источников

И. В. Лопушенко

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6.

Рассматривается математическая модель возбуждения наночастицы из благородного металла размером $<10$нм равномерно и прямолинейно движущимся точечным зарядом в однородном пространстве. Решение задачи (спектр EELS) строится с учетом эффекта нелокальности в рамках полуаналитического метода дискретных источников.

Показать Аннотацию

Вейвлет-анализ аудиосигналов и синтез речи

Вейвлет-анализ аудиосигналов и синтез речи

С. А. Никоноров, А. Н. Боголюбов

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6. 1860601

Разработан алгоритм анализа и аппроксимации речевых сигналов с использованием непрерывного вейвлет-преобразования. В данной работе были исследованы аудиофайлы голосовой базы Zuiga Mizuki, некоторые из них (файлы гласных звуков) были восстановлены при помощи предложенного алгоритма синтеза.

Показать Аннотацию
PDF
Нанофотоника и плазмоника

Влияние упругого рассеяния света на эффективность комбинационного рассеяния света в суспензиях рутила в DMSO

Влияние упругого рассеяния света на эффективность комбинационного рассеяния света в суспензиях рутила в DMSO

О. И. Соколовская$^1$, Н. Б. Ткаченко$^1$, Л. А. Головань$^1$, В. В. Яковлев$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6.

Проведено экспериментальное исследование и численное моделирование распространения лазерного излучения с длинами волн 1064 нм и 532 нм в неупорядоченных средах, представляющих собой суспензии рутила в DMSO с различной объемной долей рассеивателей. С помощью метода оптического гетеродинирования изучено влияние объемной доли рассеивателей в суспензии на время жизни фотонов в среде. Показано, что рассеяние в суспензиях при больших объемных долях рассеивателей уменьшает объем взаимодействия излучения со средой. Для указанных суспензий получены спектры комбинационного рассеяния для выяснения влияния объемной доли рассеивателей на эффективность комбинационного рассеяния. Зависимость сигнала комбинационного рассеяния от объемной доли рассеивателей является немонотонной. Для некоторых линий наблюдалось увеличение эффективности комбинационного рассеяния в рассеивающих средах по сравнению с чистым DMSO.

Показать Аннотацию

Плотность плазменных возбуждений в сверхрешетках на основе графена в присутствии сильного статического электрического поля

Плотность плазменных возбуждений в сверхрешетках на основе графена в присутствии сильного статического электрического поля

С. Ю. Глазов$^{1,3}$, А. А. Ковалев$^1$, Н. Е. Мещерякова$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6. 1860801

Исследована плотность плазменных возбуждений в графеновой сверхрешетке на полосчатой подложке в присутствии сильного статического электрического поля. Расчеты выполнены на основе квантовой теории плазменных волн в приближении случайных фаз с учетом процессов переброса. Действие сильного электрического поля приводит уменьшению частоты плазменных волн, появлению бесстолкновительного затухания (затухание Ландау) и к сдвигу пика плотности плазменных возбуждений в сторону низких частот. Коллективные возбуждения перекрываются одночастичными в низкоэнергетической области, что приведет к отличию теоретических от экспериментальных данных в начальной области энергий.

Показать Аннотацию
PDF
Когерентная и нелинейная оптика

Особенности спектра мощных лазерных диодов при медленной деградации

Особенности спектра мощных лазерных диодов при медленной деградации

В. В. Близнюк$^1$, О. И. Коваль$^1$, В. А. Паршин$^1$, А. Г. Ржанов$^2$, А. Е. Тарасов$^1$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6.

Излагаются экспериментальные результаты по наблюдению частотных спектров излучения мощных полупроводниковых лазеров на разных стадиях их эксплуатации. Обсуждаются причины трансформации спектров лазеров при длительной временной наработке. Приводятся оценки изменения оптических параметров лазера, которые изменяются в процессе его медленной деградации и определяют вид его частотного спектра.

Показать Аннотацию
Нелинейная динамика и информационные системы

Интерфейс мозг-компьютер для оценки психофизиологического состояния человека

Интерфейс мозг-компьютер для оценки психофизиологического состояния человека

Е. Н. Пицик, В. А. Максименко, В. О. Недайвозов, А. Е. Храмов

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6.

В настоящей работе предложен интерфейс мозг-компьютер (ИМК) для оценки активности головного мозга во время предъявления испытуемому визуальных стимулов. Разработанный ИМК основан на электроэнцефалографе "Энцефалан-ЭЭГР-19/26"(Медиком МТД, Россия) и специальными сопровождающими программными средствами для анализа сигнала. Для анализа ЭЭГ-сигнала было использовано непрерывное вейвлетное преобразование, а для оценки степени сосредоточенности введена специальная характеристика, отражающая интенсивность внимания. Для тестирования ИМК была проведена серия экспериментов, в ходе которых испытуемому предъявлялись бистабильные визуальные стимулы для классификации - кубы Некера, которые могут быть интерпретированы как ориентированные налево и направо в зависимости от интенсивности окраски рёбер. Во время экспериментов наблюдалось значительное изменение отклика мозга, связанного с восприятием бистабильных зрительных стимулов, в зависимости от внешних условий и отвлекающих факторов. Основываясь на полученных результатах, был предложен ИМК для оценки сосредоточенности человека при решении задач, требующих значительного визуального внимания.

Показать Аннотацию

Метод восстановления связей между отделами головного мозга человека в процессе обучения по данным электроэнцефалограммы

Метод восстановления связей между отделами головного мозга человека в процессе обучения по данным электроэнцефалограммы

Н. С. Фролов, Д. В. Кирсанов

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6.

В настоящей работе описаны результаты применения математического метода по анализу многомерных временных рядов для выявления изменения функциональных связей в головном мозге человека, возникающих при просмотре обучающих видео-лекций. Данный математический метод основан на установление взаимной зависимости процессов с точки зрения их условной вероятности и известен в литературе как рекуррентная мера зависимости (англ. Recurrent Measure of Dependence). Многоканальные сигналы электрической активности головного мозга человека получены в ходе серии нейрофизиологических экспериментов по регистрации электроэнцефалограмм (ЭЭГ). С примнением математической методики были показаны качественные изменения динамики головного мозга в процессе обучения по сравнению с фоновой активностью, вызванные активацией процессов восприятия и обработки внешней визуальной информации.

Показать Аннотацию

Экстремальные события на сигналах ЭЭГ грызунов с индуцированным инсультом

Экстремальные события на сигналах ЭЭГ грызунов с индуцированным инсультом

В. В. Грубов

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6. 1860401

В настоящей работе были исследованы экстремальные события, возникающие на электроэнцефалограммах грызунов, перенесших индуцированный инсульт. Данные события были зарегистрированы как эпилептические приступы, имеющие форму спонтанных высокоамплитудных колебаний и возникающие в течение 2-3 часов после инсульта. Анализ частотно-временной структуры электроэнцефалограмм выявил, что экстремальные события проявляются как резкие пики в распределении вейвлетной энергии в определенном частотном диапазоне. В то же время, вейвлетная энергия для остальной части спектра остается неизменной. Обнаруженные отличительные особенности экстремальных событий были использованы для их выделения на электроэнцефалограммах. Оценка экстремального поведения была проведена при помощи построения функций распределения вероятности для максимумов вейвлетной энергии и их кусочной аппроксимации при помощи различных аналитических функций распределения.

Показать Аннотацию
PDF
Физика и применение микроволн. Электродинамика

Использование фотонного кристалла для усиления и вывода колебаний, индуцированных безионной пучково-плазменной неустойчивостью

Использование фотонного кристалла для усиления и вывода колебаний, индуцированных безионной пучково-плазменной неустойчивостью

Н. С. Фролов

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6.

В настоящей работе предложена новая схема СВЧ-устройства виркаторного типа, в которой скомбинированы механизмы генерации электромагнитного излучения в верхнем диапазоне СВЧ спектра (порядка 30 ГГц) и усиления индуцированных колебаний за счет взаимодействия с периодической электромагнитной структурой фотонного кристалла. В рамках численного полностью электромагнитного трехмерного моделирования методом частиц в ячейке была показана эффективность такого взаимодействия в виде роста амплитуд Фурье-спектра в интересующем диапазоне частот, что соответствует усилению конкретного типа быстрых спиральных волн, реализующихся в электронных пучках в следствие развития безионной пучково-плазменной неустойчивости.

Показать Аннотацию
Акустика неоднородных сред

Эластография сдвиговой волной: физическое моделирование на акустической системе Verasonics и численное моделирование в toolbox k-Wave

Эластография сдвиговой волной: физическое моделирование на акустической системе Verasonics и численное моделирование в toolbox k-Wave

И. Ю. Демин, А. А. Лисин, А. Е. Спивак, Д. Д. Шнейдман

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6. 1860101

Представлены результаты физического и численного моделирования распространения сдвиговых волн в мягких биологических тканях (метод эластографии сдвиговой волной). Физическое моделировани проведено на акустической системе Verasonics с фантомом, имитирующего скелетную мышцу, который состоит из желатиновой основы и вмороженных в нее упругих струн. Численное моделирование сдвиговых волн выполнено в toolbox k-Wave

Показать Аннотацию
PDF
Гидродинамические волны и течения

О массопереносе, вызванном распространением волнового пакета по границе раздела жидких сред.

О массопереносе, вызванном распространением волнового пакета по границе раздела жидких сред.

А. А. Очиров

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6. 1860301

В аналитическом асимптотическом анализе исследованы закономерности относительного массопереноса в системе двух идеальных несмешивающихся перемещающихся относительно друг друга жидкостей, по горизонтальной поверхности раздела которых распространяется волновой пакет Стокса.

Показать Аннотацию
PDF

Развитие нового подхода к исследованию процесса выноса поверхностно-активных веществ всплывающими в жидкости пузырьками газа

Развитие нового подхода к исследованию процесса выноса поверхностно-активных веществ всплывающими в жидкости пузырьками газа

М. В. Смирнова$^1$, И. А. Капустин$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6. 1860302

В работе проанализированы параметры процесса формирования течений и выноса поверхностно-активных веществ (ПАВ) под действием пузырькового потока, общие для природных и технических систем, а также существующие методики исследования этих параметров. Приведено описание разработанной экспериментальной установки для определения характеристик пузырькового потока оптическими и акустическими методами. Разработаны методики лабораторного моделирования процессов выноса ПАВ пузырьками с использованием современных технических средств и новых подходов.

Показать Аннотацию
PDF
Метаматериалы, фотонные кристаллы и наноструктуры

Характеристики фрактальных многослойных структур с метаматериалами

Характеристики фрактальных многослойных структур с метаматериалами

Ю. В. Рыжикова$^1$, Ю. В. Мухартова$^2$, С. Б. Рыжиков$^3$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6. 1860701

Рассмотрены скейлинговые свойства спектральных характеристик апериодических многослойных систем с метаматериалами. Определена роль дисперсионных эффектов и эффектов фазовой компенсации при изменении геометрии образующих слоев и переходе к квазикристаллическим моделям аппроксимантов.

Показать Аннотацию
PDF
Спектроскопия и томография

Электродинамика одноатомных спиртов по данным широкополосной диэлектрической спектроскопии

Электродинамика одноатомных спиртов по данным широкополосной диэлектрической спектроскопии

А. О. Моисеев$^1$, А. А. Волков$^2$, А. Ф. Королёв$^1$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2018. № 6. 1861001

В работе реконструированы спектры диэлектрической проницаемости одноатомных спиртов в области частот от 500 Гц до 10 ТГц. Используется распространенный метод диэлектрической спектроскопии, который, за счет интерпретации результатов обработки сверхширокополосных спектров, позволяет получить представление о молекулярной динамике одноатомных спиртов и их растворов в воде. Модельные спектры представлены в виде суммы функций Дебая. На различных частотных диапазонах определены параметры дебаевской релаксации, исследуется поведение параметров спектров в зависимости от температуры и концентрации. Для каждого из параметров аппроксимации показана экспоненциальная зависимость от обратной температуры, определены соответствующие энергии активации. Впервые к анализу спектров спиртов привлечена модель динамической проводимости, которая позволяет проследить за различающимися по времени физическими процессами, имеющими место в исследуемых средах. Обнаружены области низкочастотной и высокочастотной проводимости, в которых отсутствует дисперсия, исследовано поведение проводимости в зависимости от температуры. Сопоставление полученных значений энергии активации низкочастотной и высокочастотной проводимостей показывает, что они имеют один и тот же порядок. При обработке результатов применялись основные положения теории вероятности и математической статистики, численные методы аппроксимации, оптимизации функций.

Показать Аннотацию
PDF