Аналіз їх інфокомунікаційних властивостей

2.1.Одновимірні фотонні кристали

Багатошарові періодичні структури, з давніх пір відомі як оптичні фільтри, недавно стали називати одновимірними фотонними кристалами. Такий кристал моделюється шарами матеріалів А і B з діелектричними постійними ε_а і ε_b, причому товщина шарів рівна а і b, відповідно, а період рівний d = а + b. Закон дисперсії блохівської електромагнітної хвилі, що розповсюджується по нормалі

до шарів, має добре відомий вид…….

2.2. Двовимірні фотонні кристали

Двовимірна фотонна структура є об'ємним діелектричним середовищем, в якому періодичним чином розташовані циліндри з іншим показником заломлення (рис.2.2). Вона реалізується у вигляді скляної матриці, в якій розташовані ряди крізних повітряних отворів діаметром 200…500 нм на відстані 1...2 мкм один від одного, причому кожний наступний ряд такий зсунутий щодо попереднього, ****************************************

2.3. Тривимірні фотонні кристал

Уперше повна заборонена електромагнітна зона була реалізована експериментально в мікрохвильовому діапазоні на штучній структурі із ГЦК-гратці , що на честь одного з авторів іноді називають яблоновитом. Цей класичним об'єкт, що вже став, конструюється, як показано на рис. 2.3а. ***************************************************************

Розділ 3. Дослідження властивостей фотонних кристалів методами комп'ютерного моделювання

3.1. Моделювання фотонних кристалів гіллястими ланцюговими дробами.

Розглянемо побудову математичної моделі одновимірного фотонного кристалу на основі періодичної решітки діелектричних ниток прямокутного перетину і висотою , які знаходяться у вільному просторі з параметрами при**************************************************

3.2. Результати розробки алгоритму та програми в середовищі matlab 6.5 дослідження властивостей одновимірних фотонних кристалів

На основі математичної моделі (3.4) в даному підрозділі розроблена комп'ютерна програма "FOTON 1" для розрахунку законів розподілу поля одновимірних фотонних кристалів в залежності від параметрів модуляції діелектрично-неоднорідних нанорозмірних структур. ********************

3.1. Результати дослідження та аналіз характеристик фотонних кристалів

Заключення

В результаті виконання курсової роботи можна сформулювати основні висновки:

1. Вивчення сучасного стану наукового забезпечення розробки інформаційно-комп’ютерних технологій на основі аналізу наукових робіт як вітчизняних так і зарубіжних спеціалістів виявило наступну низку проблем, що потребують випереджуючих темпів створення наступного нового покоління гіперкомп’ютерів з транспетафлопними швидкостями обробки інформації:

• глобальне потепління, епідемії хвороб та екологічно чисті джерела енергії, в тому числі контрольований термоядерний синтез;

• астрономія та моделювання Галактики з її 100-мільярдами зірок;

• генна інженерія в сільськогосподарському виробництві для повного забезпечення продуктами харчування Землян;

• національна оборона, декодування найскладніших кодів;

• світова економіка та глобальний оббіг коштів;

• моделювання поведінки композитних матеріалів на нанорозмірному рівні для літакобудування та космічної індустрії.

2. Встановлено, що для досягнення транспетафлопних обчислювальних можливостей (більше квадрильйона операцій з плаваючою комою за секунду), в світовій науці виділено ряд найбільш перспективних напрямків:

• виконання гібридної архітектури, застосування сотових автоматів,

• PIM (процесор-у-пам’яті) архітектури та кластерної архітектури.

• Розробка та застосування нових прогресивних технологій та засобів: фотонних технологій, оптичного зв’язку, надпровідних процесорів, інформаційних систем на базі нанорозмірніих структур.

3. Проведений огляд науково-технічної та патентної літератури показав, що дослідження принципів та методів побудови інфокомунікаційних систем з пентафлопними швидкостями обробки інформації, зокрема дослідження проблеми створення гіперкомп’ютерів на базі фотонних кристалів є актуальною проблемою, причому потенційні можливості фотонних кристалів для створення інфокомунікаційних систем тільки що почали вивчатися.

4. Аналіз існуючих принципів та методів побудови засобів обробки, передачі, зберігання, інформації в сучасних інформаційно-комп’ютерних технологіях виявив їх непридатність для створення технологій з пентафлопними швидкостями обробки інформації. Основна причина - інерційність електронних взаємодій внаслідок наявності в електрона нульової маси спокою.

5. Використання в якості носія сигналу електромагнітних хвильових процесів нанорозмірного діапазону фотонів дозволяє створити цілу серію гіпершвидкісних засобів обробки інформації завдяки відсутності в фотона нульової маси спокою, що означає суттєве зменшення інерційності взаємодій фотона з речовиною.

6. Винайдено новий перспективний напрямок досліджень, спрямованих на створення серії компонентів гіперкомп’ютера на основі «фотонного кристалу»: фотонного транзистора, фотонного надпровідника, фотонного ізолятора, фотонного маршрутизатора, фотонного запам’ятовуючого пристрою, фотонних фільтрів.

7. Досліджені фізичні основи побудови компонентів на базі нанорозмірних структур висунули на перший план задачі розробки математичних моделей по вивченню особливостей колективних властивостей нанорозмірних елементів, технологій їх виготовлення, масового виробництва.

8. Розроблений числово-аналітичний алгоритм та комп’ютерна програма аналізу математичної моделі, що описує електродинамічні властивості одновимірного фотонного кристалу, підвищують ефективність дослідження його електродинамічних характеристик .

9. Шляхом математичного моделювання досліджені закони модуляції діелектричної проникливості тонкого шару діелектричної пластини, які дозволяють формувати напрямлене випромінювання поля.

10. Встановлено, що діапазон частот в якому зберігається напрямлене випромінювання поля становить не більше 3% від основної робочої частоти.

11. Запропоновано конструкцію фільтра на базі одновимірного фотонного кристалу для інфокомунікаційних потреб.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Словник іншомовних слів/ за редакцією член-кор. АН УРСР О.С.Мельничука, головна редакція Української Радянської енциклопедії, Київ, 1977р.,- 776 с.

2. Яворский Б.М., Детлах А.А. Справочник по физике. Изд-во „Наука”, Главная редакция физико-математической литературы, Москва, 1968 г.,- 940 с.

3. 1.Прокис Джон. Цифровая связь. Пер. с англ./Под ред. Д.Д. Кловского.-М.: Радио и связь, 2000, -800с.: ил.

4. 2.Nyquist H. (1924). “Gertain Factors Affecting Telegraph Speed”, Bell Syst. Tech. J., vol.3.P.324.

5. 3.Hartley R.V. (1928).”Transmission of Information”, Bell Syst. Tech. J., vol.7.P. 535.

6. 4.Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике./Пер. С англ..под ред. Н.А.Железнева.-М.:Ил,1963.-829 с.

7. Котельников В.А. О пропускной способности «эфира» и проволоки в электросвязи.-Всесоюзный энергетический комитет. Материалы к 1 Всесоюзному съезду по вопросам реконструирования дела связи и развития слаботочной промышленности. Изд. Ред. Упр. Связи РККА. 1933.

8. Микроволновые устройства телекоммуникационных систем/М.В.Згуровский, М.Е. Ильченко, С.А.Кравчук и др.: В 2 т. К.: ІВЦ „Видавництво „Політехніка”, 2003.-т.2: Устройства передающего и приемного трактов. Проектирование устройств ои реализация систем.-616 с.: ил.

9. Промежуточная радиорелейная станция на базе необслуживаемого активного ретранслятора «Экспресс-4»/ А.Г. Войтенко, Т.Н.Нарытник, В.Л.Поршнев и др. //Материалы Х Междунар. конф. КрыМиКо-2000 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (11-15 сентября 2000г.). Севастополь: Вебер.2000.-С.244-246.

10. Инженерно-технический справочник по электросвязи. Радиорелейные линии/ Н.Н.Каменский, А.А.Метрикмн, Л.В.Надененко и др. –М.6 Связь, 1970.-440с.

11. Радиорелейные системы НПП «Сатурн» /К.К. Иринич, С.А.Кравчук, В.П.Потиенко и др. //Технология и конструирование в электронной аппаратуре.-1999.-№4.-С.26-30.

12. Цифровые радиорелейные системы ОАО «НПП «Сатурн»». Концепция построения и направления развития /В.П.Потиенко, Д.Н.Беркута, С.А.Кравчук и др. //Материалы УШ Междунар. конф. КрыМиКо-2000 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (14-17 сентября 1998г.). Севастополь: Вебер. 1998.-Т.1. –С.60-65.+

13. Радиорелейные системы передачи, выпускаемые в Украине: состояние и развитие/ К.К.Иринич, С.А.Кравчук, В.П.Потиенко и др.// материалы Ш- наук. Практ. Конф. ”Проблеми та перспективи впровадження сучасних радіо технологій в Україні на етапі її входження у світовий інформаційний простір”(17-20 червня 1999р.) Одеса: ПП. „Артеміда-Н”, 1999.-С.111.

14. MDL 2000 Range. TRT Lucent Technologies. – Cedex: Le Plesis Robinson,1999.-7p.

15. Кравчук с.а. Принципы построения современных цифровых радиорелейных систем // Материалы ХІ Междунар. конф.КрыМиКо-2001 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (10-14 сентября 2001г.). Севастополь: Вебер.2001.-С.278-279.

16. Приемо-передающие СВЧ-модули для телекоммуникационной аппаратуры миллиметрового диапазона волн / С.Б.Мальцев, Ю.А.Цвирко, С.В.Хоменко, В.П.Рукин // Материалы ХІI Междунар. конф.КрыМиКо-2002 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (9-13 сентября 2002г.). Севастополь: Вебер.2001.-С.107-110.

17. Пат №3000 Украина , бюл №6 от 1.2000. Микроволновая интегрированная телерадиационная система „МИТРИС”/ А.Г.Войтенко, М.Е.Ильченко, Т.Н.Нарытник и др.

18. Потиенко В.П., Чмиль В.М. Радиорелейные системы серий «Сатурн –Т и «Сатурн –Е»: Результаты разработки и сравнительный анализ //Сб. докл. У междунар. наук.-техн. Конф. «Достижения в телекоммуникациях за 10 лет независимости Украины»(Телеком 2001): В 2 ч.(Одесса,21-22 августа 2001 г.). –одесса: Изд.центр ОНАС им А.С.Попова, 2001.-Ч.1. –С.108-110.

19. Лихтенвальд В.В., Майоров С.В. Бортовой ретрансляционный комплекс фиксированной спутниковой связи диапазона 14/11 ГГц//Электросвязь.-1995.- №4.- С.12-14.

20. Пат №50877 Украина , бюл №11 от 15.11.2000. Микроволновая интегрированная телерадиационная система „МИТРИС-К”/ А.Г.Войтенко, М.Е.Ильченко, Т.Н.Нарытник и др.

21. Невдяев Л.М., Смирнов А.А. Персональная спутниковая связь.-М.:ЭКО-ТРЕНДЗ,1998.-216 с.

22. Горностаев Ю.М., Соколов В.В., Невдяев Л.М. Перспективные спутниковые системы связи.- М.: «Горячая линия-Телеком». МЦНТИ. ООО «Мобильные коммуникации», 2000.-132 с.

23. Телекоммуникационные системы и технологии миллиметрового диапазона волн/ Т.Н.Нарытник, С.А.Кравчук, В.П.Потиенко, и др. //Материалы XII Междунар. конф. КрыМиКо-2000 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (15-18 сентября 1997г.). Севастополь: Вебер. 1998.-Т.1. –С.50-55.

24. Кравчук С.А., Ильченко М.Е. Системы широкополосного беспроводного доступа, Термины и определения//Материалы У Междунар. конф. КрыМиКо-2000 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (9-13 сентября 2002г.). Севастополь: Вебер. 2002.-. –С.52-55.+

25. Ильченко М.Е., Кравчук С.А. Перспективы развития телекоммуникаций //Материалы XI Междунар. конф. КрыМиКо-2001 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (10-14 сентября 2001г.). Севастополь: Вебер. 2001.-. –С.237-240.

26. Пат №44933 Украина , бюл №3 от 15.03.02. Микроволновая интегрированная телерадиоинформационная система „МИТРИС-М”/ Т.Н.Нарытник , М.М.Гордийчук, П.Я.Ксендзенко и др.

27. Нарытник Т.Н., Кравчук С.А. Введение цифрового телевидения на Украине посредством МИТРИС//Материалы XI Междунар. конф. КрыМиКо-2001 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (10-14 сентября 2001г.). Севастополь: Вебер. 2001.-. –С.43-44.

28. Пат №50877 Украина , бюл №11 от 15.11.2000. Интерактивная микроволновая система передачи днных”/ М.З.Згуровский , М.Е.Ильченко, Т.Н.Нарытник и др