2000, том 5, № 3

АКСИАЛЬНО-ПОВОРОТНЫЕ СКАЧКООБРАЗНЫЕ СОЧЛЕНЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ВОЛНОВОДОВ И РЕЗОНАНСНЫЕ ДИАФРАГМЫ НА ИХ ОСНОВЕ

Л. А. Рудь

7-13

На основе метода частичных областей разработан строгий численный алгоритм расчета полноволновой матрицы рассеяния волн на ступенчатом сочленении двух прямоугольных волноводов с возможностью поворота одного их них вокруг своей продольной оси. Такое сочленение использовано при создании алгоритма анализа характеристик наклонных резонансных диафрагм конечной толщины в прямоугольных волноводах. Показано, что возможности управления добротностью диафрагм за счет изменения угла их поворота существенно расширяются при заполнении щелей диафрагм диэлектриком.

ОБ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ В ОПЫТАХ СМИТА-ПАРСЕЛЛА

Б. К. Скрынник, В. К. Корнеенков, М. Ю. Демченко

14-18

Аналогично опытам Смита-Парселла, но в миллиметровом диапазоне длин волн и при ускоряющем напряжении 2,8-5,2 кВ, от немодулированного внешним сигналом электронного потока, пролетающего вблизи периодической структуры (без наличия отражающего зеркала), экспериментально получено излучение быстрых (объемных) волн в диапазоне 0,9-3,6 мм под углами близкими к 90⁰. Для автомодуляции электронного потока использована минус первая пространственная гармоника медленной (поверхностной) волны периодической структуры, возбуждающейся в диапазоне длин волн 110,5 мм в режиме лампы обратной волны.

Проведен анализ известных условий: излучения быстрых и медленных волн, модуляции электронного потока поверхностнoй волной, обеспечения необходимых тормозных условий для высших временных гармоник электронного потока как в пространстве, так и во времени. Результаты подтверждены экспериментом.

Утверждается, что для получения модуляции электронного потока в опытах Смита-Парселла, как и в данном эксперименте, использовалась принципиально неустранимая положительная обратная связь на медленной волне плоской решетки.

ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ КАНАВКОЙ НА ЗЕРКАЛЕ, ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ

М. Ю. Демченко, В. К. Корнеенков, В. С. Мирошниченко, А. Е. Поединчук, Ю. В. Свищев, Ю. А. Тучкин

19-28

Рассмотрен открытый резонатор с прямоугольной канавкой на плоском зеркале как модель открытой резонансной системы генератора дифракционного излучения. Для случая E-поляризации падающей на канавку волны получены результаты по резонансным расстояниям, дифракционной добротности и распределению поля возбуждаемых мод. Проведено сравнение результатов вычислительного и натурного экспериментов, продемонстрировавшее хорошее соответствие теории и эксперимента. 

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЛН НА КАСКАДЕ ТОНКИХ ДИАФРАГМ В КРУГЛОМ ВОЛНОВОДЕ

В. В. Щербак

29-35

Исследованы резонансные режимы взаимного преобразования волн на каскадах многоленточных осесимметричных диафрагм в круглых волноводах. Проведена многопараметрическая оптимизация с целью достижения чистого преобразования энергии основного мода в энергию одного из высших типов волн. Используемые для этого эффективные алгоритмы дополнены регуляризациями, необходимыми в случае узких элементов диафрагм. 

О ХАРАКТЕРИСТИКАХ ПЛОСКОГО МЕТАЛЛО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВОЛНОВОДА В КРИТИЧЕСКИХ ТОЧКАХ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА

А. Д. Барков

36-43

Исследуются характеристики результирующего поля при возбуждении собственной модой плоскопараллельного волновода с неограниченной нижней стенкой, нагруженного бесконечным в обе стороны слоем диэлектрика, в случае, когда частотный параметр равен критическому значению. Для этих значений частотного параметра получены простые выражения для функции факторизации. Проанализирована зависимость характеристик поля от относительной диэлектрической проницаемости во всем диапазоне её изменения. 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СФЕРИЧЕСКОЙ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

С. П. Мартынюк, Г. И. Хлопов

44-46

Приведены результаты экспериментального исследования зеркальной антенны на основе сферического рефлектора (CP) с фазокомпенсированным облучателем, использующим диэлектрическую линзу для уменьшения влияния аберрации СР на характеристики излучения антенны. Показано, что подобный подход обеспечивает эффективую компенсацию искажений в зеркальной антенне на основе СР и позволяет создать сканирующие широкоугольные антенны в миллиметровом диапазоне радиоволн.

СКАЛЯРНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

С. П. Мартынюк, Г. И. Хлопов

47-49

Предложен и описан скалярный излучатель, предназначенный для использования в миллиметровом диапазоне радиоволн, особенно в его коротковолновой части. Приведены его электрические характеристики, а также результаты использования излучателя в составе двухзеркальной антенны пятимиллиметрового диапазона с вынесенной геометрией, в которой в качестве зеркала используется сферический рефлектор.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ ЩЕЛЕВОЙ АНТЕННЫ, РАСПОЛОЖЕННОЙ НА ПОЛУСФЕРИЧЕСКОМ ВЫСТУПЕ НАД ИДЕАЛЬНО ПРОВОДЯЩИМ ЭКРАНОМ

Ю. М. Пенкин, Р. И. Климович

50-54

С помощью функции Грина определены поля излучения кольцевой щели, расположенной на сферическом выступе над экраном, в случае аксиально-симметричного возбуждения. При этом поверхность выступа, являющаяся по форме полусферой, и плоский бесконечный экран предполагались идеально проводящими. Численно исследованы значения проводимости и направленные свойства излучения щелевой антенны при изменении ее геометрических параметров. 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРОВ ВОЗМУЩЕНИЙ ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДОЖДЕМ И ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ ИМИ РАДИОВОЛН X– И Ka–ДИАПАЗОНОВ

В. Б. Разсказовский, Ю. Ф. Логвинов, Ю. А. Педенко

55-64

Излагаются результаты экспериментального изучения спектров возмущений водной поверхности при падении отдельных капель, искусственного дождя и при выходе на поверхность и лопании мелких воздушных пузырьков. Основное внимание уделялось составляющим возмущений поверхности, оказывающим существенное влияние на обратное рассеяние сантиметровых и миллиметровых радиоволн при малых углах скольжения. Данные расчетов интенсивности радиолокационного рассеяния при полученных формах пространственных спектров сравниваются с результатами скаттерометрических наблюдений в Х- и Ка-диапазонах. 

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛАЗМОНОВ, ВЫЗВАННАЯ ПОТОКОМ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В СРЕДАХ С НЕОДНОРОДНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ

В. М. Яковенко, И. В. Яковенко

65-68

Построена теория взаимодействия потоков заряженных частиц, проходящих через границу сред, с поверхностными плазмонами с учетом неоднородного потенциала. Сформулировано кинетическое уравнение для поверхностных плазмонов и условия возникновения их неустойчивостей. Получена зависимость инкремента от высоты потенциального барьера. 

ВЛИЯНИЕ ТРАНСЛЯЦИОННОЙ СИММЕТРИИ НА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРУКТУРЫ ПОЛУПРОВОДНИК-ДИЭЛЕКТРИК В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

А. А. Булгаков, В. К. Кононенко

69-78

Исследуется зонный спектр собственных типов волн периодической структуры, образованной чередующимися слоями из диэлектрика и полупроводника, при распространении волн под углом к магнитному полю с учетом эффекта запаздывания. Представлена методика нахождения дисперсионного уравнения и проанализированы его свойства. Установлено, что в отсутствие диссипации в рассматриваемой структуре существуют два независимых спектра собственных типов волн. Найдены распределения полей этих волн по слоям структуры и проведена классификация областей их существования. Установлена возможность взаимного наложения зон пропускания этих спектров. 

СТОХАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 3D ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СВЧ СИСТЕМ БИЛЛИАРДНОГО ТИПА

Е. М. Ганапольский, З. Е. Еременко

79-84

В миллиметровом радиодиапазоне в интервале частот 34 - 38 ГГц экспериментально изучены стохастические спектры электромагнитных СВЧ квазиоптических 3D систем, подобных рассеивающему биллиарду Синая (S-система) и биллиарду Бунимовича (B-система). Установлено, что в этих спектрах наблюдаются эффекты, присущие системам с квантовым хаосом, такие как эффект отталкивания частот и близость распределения междучастотных интервалов к распределению Вигнера. В то же время по спектральной жесткости и корреляционным свойствам этих интервалов они существенно отличаются от подобных систем. Установлено также, что механизм неустойчивости распространения волн в биллиарде Бунимовича, связанный с их дефокусировкой, приводит к стохастизации спектра, подобной стохастизации в рассеивающем биллиарде Синая. Наблюдалось также влияние на эффективность стохастизации спектра величины энтропии Колмогорова-Синая системы. 

СТОХАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОБЪЕМНОГО РЕЗОНАТОРА, ЗАПОЛНЕННОГО СЛУЧАЙНО РАСПОЛОЖЕННЫМИ САПФИРОВЫМИ ЧАСТИЦАМИ

Е. М. Ганапольский, З. Е. Еременко

85-90

В восьмимиллиметровом радиодиапазоне на частотах 26 - 38 ГГц экспериментально изучены свойства спектра собственных колебаний объемного шарового квазиоптического СВЧ резонатора, заполненного случайно расположенными сапфировыми частицами с характерными размерами порядка длины электромагнитной волны в этом материале. Установлено, что резонатор имеет стохастический спектр, в котором проявляются свойства, характерные для эффекта квантового хаоса: эффект “отталкивания уровней”, распределение междучастотных интервалов близко к распределению Вигнера, близость кривой спектральной жесткости к соответствующей кривой для гауссова ортогонального ансамбля (ГОА) хаотических матриц. Изучено воздействие на резонатор короткого импульса электромагнитного поля с СВЧ заполнением. Установлено, что такой резонатор обладает способностью длительное время удерживать энергию СВЧ сигнала в относительно широкой (более 10%) полосе частот. Предложено объяснение эффекта длительного удержания резонатором энергии СВЧ поля. 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОТОКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ С ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ В ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ СТРУКТУРАХ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

А. Ф. Русанов, В. М. Яковенко

91-96

Исследуются колебательные процессы в цилиндрической системе, представляющей собой квазинейтральный поток заряженных частиц, окруженный полупроводником конечной толщины, граничащим с диэлектриком (металлом). Показано, что учет конечной толщины полупроводника приводит к разделению области неустойчивости дрейфовых (пучковых) волн на полосы устойчивых и неустойчивых состояний.

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ В АНТИЗАПОРНОМ m-n КОНТАКТЕ

Н. А. Шеховцов, А. Н. Шеховцов

97-103

Определены энергетические условия динамического антизапорного широкого m-n контакта. Получено уравнение вольт-амперной характеристики (ВАХ) m-n контакта и m-n диода. Получена зависимость дифференциальной емкости m-n контакта и m-n диода от напряжения. Показано, что с ростом обратного напряжения емкость m-n контакта изменяет знак с положительного на отрицательный. 

КВАЗИОПТИЧЕСКИЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР. ИЗМЕРЕНИЕ МИКРОВОЛНОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИЭЛЕКТРИКОВ И ПРОВОДНИКОВ

А. А. Баранник, Ю. В. Прокопенко, Ю. Ф. Филиппов, Н. Т. Черпак

104-109

Развиты подходы к изучению микроволновых характеристик диэлектриков и проводников с применением квазиоптических диэлектрических резонаторов, в которых ось анизотропии диэлектрика совпадает с аксиальной осью резонатора. Они основаны на решении системы уравнений на базе характеристического соотношения с экспериментально измеренными значениями собственных частот резонатора и идентификации в нем наблюдаемых типов колебаний, а также на использовании в полученных энергетических выражениях экспериментальных значений добротности резонатора. Приведены примеры реализации подходов для определения компонент тензора диэлектрической проницаемости [_ij] и tg диэлектрика, а также поверхностного сопротивления R_s торцевых проводящих пластин цилиндрического резонатора. Исследованы спектральные и энергетические характеристики высших EH_nms и HE_nms типов колебаний при радиальном индексе s = 1, 2. Предлагаемые методы исследований квазиоптического резонатора представляют интерес для изучения свойств диэлектрика и измерения значений поверхностного сопротивления R_s проводников и сверхпроводников в миллиметровом диапазоне длин волн. 

УМНОЖЕНИЕ ЧАСТОТЫ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА НА РЕЗОНАНСНО-ТУННЕЛЬНЫХ ДИОДАХ

О. В. Боцула, В. В. Медведев, Э. Д. Прохоров

110-113

Исследуется умножение частоты на резонансно-туннельных диодах с различными вольтамперными характеристиками (ВАХ). Рассматриваются одноуровневые резонансно-туннельные диоды Al_0.2Ga_0.8As/GaAs, In_0.53Ga_0.47Ga_0.8As/GaAs, In_0.53Ga_0.47As/AlAs, InAs/AlAs/GaSb и двухуровневый резонансно-туннельный диод AlAs/GaAs. Показано, что наибольшими коэффициентами преобразования частоты обладает двухуровневый резонансно-туннельный диод на всех гармониках со смещением и без смещения по сравнению с одноуровневыми резонансно-туннельными диодами. Высокий коэффициент преобразования частоты на гармониках позволяет получать мощность на гармониках сравнимую с мощностью генераторов на диодах Ганна и лавино-пролетных диодах в миллиметровом диапазоне. 

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ВЕКТОРНЫЙ СИГМА-ФИЛЬТР ДЛЯ ОБРАБОТКИ МНОГОКАНАЛЬНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ И ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИИ

А. А. Зеленский, Г. П. Кулемин, А. А. Курекин, В. В. Лукин, О. В. Цымбал

114-123

Представлен модифицированный векторный сигма-фильтр (МВСФ), предназначенный для обработки многоканальных радиолокационных изображений. На основе стандартных критериев оценки качества фильтрации показано, что введенная модификация обеспечивает компромисс его основных свойств. При достаточной степени устойчивости к импульсным помехам МВСФ позволяет существенно подавить мультипликативный шум, обеспечивая при этом сохранение границ и малоразмерных объектов даже при сравнительно небольших контрастах. На тестовых изображениях показано повышение точности классификации данных дистанционного зондирования при оценивании степени эродированности почвы без растительности при использовании МВСФ в сравнении с его скалярным аналогом и классификацией исходного изображения. 

ШУМОВОЙ КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАЛЬНОСТИ И ВЕКТОРА РАДИАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЛЕЙНОГО ТИПА

А. А. Могила, К. А. Лукин, Ю. А. Шиян

124-130

Рассмотрены вопросы практической реализации оптимального приема шумовых сигналов и построения радиолокационных измерителей дальности и вектора радиальной скорости. Показано, что на выходе шумовых корреляционных измерителей релейного типа отношение сигнал/шум может ухудшаться на 2 дБ по сравнению с его значением на выходе оптимального приемника. Рассмотренные шумовые радиолокационные измерители дальности и вектора радиальной скорости обладают высокой помехозащищенностью, позволяют выполнять однозначные измерения с высокой точностью и разрешающей способностью. 

ВЗАИМОСВЯЗЬ ДВУХПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ С КОНЕЧНОЙ ЭНЕРГИЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ ОРТОНОРМИРОВАННЫХ БАЗИСАХ

А. А. Могила

131-136

Установлена взаимосвязь между двухпараметрическими представлениями случайных сигналов с конечной энергией в различных ортонормированных базисах. На этой основе также установлена взаимосвязь между двухпараметрическими представлениями их реализаций и взаимосвязь корреляционных функций компонент этих сигналов. Для этого используется математический аппарат гильбертовых пространств случайных процессов над гильбертовым пространством реализаций гильбертова пространства их взвешенных выборок. Введены энергетические характеристики двухпараметрических представлений случайных сигналов в произвольных ортонормированных базисах и установлена взаимосвязь между ними. 

КВАЗИОПТИЧЕСКИЕ ПОЛОСОВЫЕ ПРОПУСКАЮЩИЕ И ЗАГРАЖДАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ НА ОСНОВЕ ОТКРЫТЫХ РЕЗОНАТОРОВ С ПОЛЯРИЗУЮЩИМИ РЕШЕТКАМИ

В. И. Безбородов, В. К. Киселев, М. С. Яновский

137-142

Рассмотрены полосовые пропускающие и заграждающие фильтры для коротковолнового участка миллиметрового диапазона и диапазона субмиллиметровых волн, выполненные на основе открытых резонаторов с параллельными отражателями в виде поляризующих проволочных решеток. Методом поляризационных матриц рассеяния получены основные расчетные соотношения для таких фильтров, проведена экспериментальная проверка их работы. Показана возможность применения таких устройств в качестве преобразователей поляризации волны, в частности, резонансных преобразователей линейной поляризации в круговую.

АКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ НА IMPATT ДИОДЕ В КОРОТКОВОЛНОВОЙ ЧАСТИ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН

А. В. Зоренко, А. Е. Колошинский, В. Е. Чайка

143-147

Проведены теоретические и экспериментальные исследования повышающего преобразователя частоты в двухмиллиметровом диапазоне на Si DDR IMPATT DDR IMPATT диоде. Показана возможность преобразования частоты в активном режиме с малыми потерями и линейной зависимостью выходной мощности от мощности высокочастотного сигнала.

ПОСТРОЕНИЕ БЕЗЫЗБЫТОЧНЫХ АНТЕННЫХ КОНФИГУРАЦИЙ НА КВАДРАТНОЙ РЕШЕТКЕ МЕТОДОМ СЛУЧАЙНОГО ПОИСКА

Ю. В. Корниенко

148-154

Приведены результаты построения безызбыточных конфигураций антенного массива или апертуры оптического прибора на квадратах со стороной от 5 до 20 элементов целочисленной решетки методом случайного поиска. Продемонстрированы некоторые преимущества метода случайного поиска перед известными в настоящее время регулярными методами.