2001, том 6, № 1

СТАЦИОНАРНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ФРАКТАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКОВ ПРОВОДИМОСТИ

В. М. Онуфриенко

7-11

Поставлена и решена задача определения стационарного магнитного поля фрактального тока на покрытии геометрического фрактального множества. Определена интегродифференциальная мера, соответствующая распределению тока на геометрическом носителе. Записана формула типа Био-Савара-Лапласа для фрактальной модели проводника. Для расчета потенциала и мощности по фрактальной модели однопроводной линии получены сходящиеся интегралы, зависящие от величины тока, волнового сопротивления, радиуса проводника и скейлингового показателя. Результаты расчета стационарного магнитного поля по фрактальной модели полностью соответствуют экспериментальным данным.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА КВАЗИОПТИЧЕСКОГО ВОЛНОВОДНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАТРИЦЫ РАССЕЯНИЯ В БЛИЖНЕМ МИЛЛИМЕТРОВОМ И СУБМИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНАХ ВОЛН

В. К. Киселев, А. В. Киселев, В. А. Климко, Т. М. Кушта, П. К. Нестеров

12-21

Исследована возможность использования метода квазиоптического волноводного моделирования (КВМ) для экспериментального изучения поляризационных характеристик обратного рассеяния физических объектов или их масштабных моделей в ближней миллиметровой и субмиллиметровой области электромагнитного спектра. Для реализации метода разработан и создан квазиоптический поляриметрический микрокомпактный полигон (ПМКП) на основе круглого полого диэлектрического волновода, квазиоптических и волноводных устройств и элементов тракта. Представлены результаты измерений амплитудных и фазовых диаграмм обратного рассеяния образцового объекта, полученные с помощью ПМКП в различных поляризационных базисах в четырехмиллиметровом диапазоне волн, а также приведены для сравнения соответствующие теоретические данные численного моделирования, демонстрирующие возможности метода КВМ.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ TEM-ВОЛН КОАКСИАЛЬНОГО КРУГЛОГО ВОЛНОВОДА

А. И. Вязьмитинова, В. Л. Пазынин, Ю. К. Сиренко

22-29

Получено строгое решение начально-краевой задачи, описывающей переходные процессы, сопутствующие импульсному возбуждению осесимметричной коаксиально-волноводной антенны с фланцем.

Корректно сформулированы и включены в конечно-разностную вычислительную схему точные "поглощающие" условия на виртуальных границах, замыкающих пространство счета в открытой (бесконечной) области анализа, что позволило построить высокоэффективный вычислительный алгоритм с прогнозируемой точностью счета физических величин.

Полученное решение может быть использовано для эффективного исследования электродинамических характеристик в произвольно заданной области пространства как импульсных антенн, так и антенн, работающих в непрерывном режиме. Оно имеет самостоятельную ценность, как инструмент для анализа характеристик и параметров осесимметричных коаксиально-волноводных антенн, а также, может служить базовым блоком более сложной системы электродинамического моделирования.

ВЛИЯНИЕ КОНЕЧНОЙ ПРОВОДИМОСТИ ТОРЦЕВЫХ СТЕНОК НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АНИЗОТРОПНОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДИСКОВОГО РЕЗОНАТОРА

Ю. В. Прокопенко, Ю. Ф. Филиппов

30-34

Рассмотрены высокодобротные колебания в продольно-анизотропном диэлектрическом резонаторе с неидеально проводящими торцевыми стенками. Используя полученное авторами интегральное уравнение, изучены спектральные характеристики таких колебаний. Исследован цилиндрический анизотропный диэлектрический резонатор с торцевыми стенками из монокристалла высокотемпературного сверхпроводника.

УЕДИНЕННЫЙ РЕЗОНАНС ПРИ ДИФРАКЦИИ НА ИМПЕДАНСНЫХ РЕШЕТКАХ

Н. А. Балахонова, А. В. Кац

35-45

Проведен детальный аналитический и численный анализ резонансной дифракции плоской монохроматической волны на решетках, сформированных модуляцией оптических постоянных на границе хорошо отражающей среды в импедансном приближении. Исследованы вудовские и рэлеевские аномалии в интенсивностях и фазах дифрагированных волн в условиях уединенного резонанса, в частности, проанализированы условия максимального преобразования падающей волны в поверхностную электромагнитную волну (ПЭВ) и подавления зеркального отражения, вплоть до полного подавления (ППЗО). Найдены зависимости ширины, положения и других параметров резонансного преобразования от оптических постоянных среды и параметров решетки. Полученные результаты показывают, что использование аномалий Вуда является перспективным в метрологических целях, позволяя с высокой точностью определять как параметры излучения и решеток, так и оптические характеристики среды.

СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ДУГОВЫХ ВИБРАТОРОВ, РАПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ ИДЕАЛЬНО ПРОВОДЯЩЕЙ СФЕРЫ

Ю. М. Пенкин, Р. И. Климович

46-50

С помощью тензорной функции Грина электрического типа для пространства вне идеально проводящей сферы определены сопротивления излучения тонких дуговых вибраторов, расположенных вблизи сферического рассеивателя. При этом, распределения токов вдоль электрически коротких (порядка половины длины рабочей волны) вибраторов аппроксимировались синусоидальной функцией. Численно исследованы значения собственных и взаимных сопротивлений дуговых вибраторов при изменении геометрических параметров излучающих систем, содержащих сферы резонансных размеров.

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА РАДИОСИГНАЛОВ СВЧ ДИАПАЗОНА НА ПРИВОДНЫХ ТРАССАХ ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ

А. С. Брюховецкий, В. А. Кабанов, Г. Г. Майков, В. Б. Синицкий, И. С. Тургенев, С. И. Хоменко

51-60

Обсуждаются результаты экспериментальных и теоретических исследований пространственно-временной структуры поля радиоволн диапазонов 35,4 и 0,8 см на приводных трассах. В опытах, использовавших высотные разрезы в слое до 23 м на трассе 8 км и до 92 м на трассе 21 км, наблюдалась деформация лепестковой структуры сигнала, обусловленная влиянием рефракции приводного слоя атмосферы. Показано, что в летне-осенних периодах измерений распределение эффективного градиента, полученного по данным радиофизических экспериментов, близко к нормальному закону с медианным значением, соответствующим повышенной рефракции.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОТНОЙ И ЧАСТОТНОЙ ЗАВИСИМОСТЕЙ УРОВНЕЙ СИГНАЛОВ САНТИМЕТРОВОГО И МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНОВ РАДИОВОЛН ПРИ ИХ РАСПРОСТРАНЕНИИ НАД МОРЕМ

В. А. Кортунов, В. Н. Горобец, Ф. В. Кивва, В. А. Кабанов, И. С. Тургенев

61-66

Приведены результаты измерений уровней сигналов сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Показано, что в зависимости от высоты подъема антенны над уровнем моря высотные профили уровней сигналов отличаются большим многообразием. Поэтому для исследования высотной зависимости в данной работе используются дифференциальные характеристики.

ДИАГНОСТИКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДАЛЬНОСТИ ДЕЙСТВИЯ СУДОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ РЛС ТРЕХСАНТИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

И. М. Мыценко, А. Н. Роенко, С. И. Хоменко

67-70

Установлена эмпирическая зависимость между высотой приводного тропосферного волновода и величиной множителя ослабления поля прямого сигнала в трехсантиметровом диапазоне радиоволн на различных расстояниях. Предложена методика диагноза и прогноза дальности действия судовых навигационных РЛС. Определены области ее применимости. Сопоставлены результаты прогноза дальности обнаружения с реальными данными, полученными экспериментально в различных районах Мирового океана.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАРИАЦИЙ МИРОВОЙ ГРОЗОВОЙ АКТИВНОСТИ ПО ШУМАНОВСКИМ РЕЗОНАНСНЫМ ДАННЫМ

А. П. Николаенко, А. В. Швец, Е. И. Яцевич

71-77

Измерение шумановского резонанса проведено на станции Лехта в течение года (с августа 1999 по июль 2000 г.). По накопленным данным для каждого месяца наблюдений построены средние динамические спектры поля, проведен анализ вариации спектров с точки зрения теории о мировой грозовой активности. Получены интегральные оценки суточных изменений уровня мировых гроз и данные о сезонных изменениях активности в мировых грозовых центрах.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГРОЗОВОЙ АКТИВНОСТИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПЕЛЕНГАЦИИ СДВ АТМОСФЕРИКОВ С БОРТА ДВИЖУЩЕГОСЯ СУДНА

А. В. Швец

78-83

Предложен метод томографической реконструкции пространственного распределения молний по результатам многопунктовой пеленгации атмосфериков. Разработан эффективный алгоритм, снижающий требования к компьютерным ресурсам. Приводятся оценки пространственного распределения грозовой активности в Африке, полученные путем томографической реконструкции, основанной на измерениях азимутальных распределений сверхдлинноволновых (СДВ) атмосфериков, выполненных с борта судна на участке маршрута, огибающего Африканский континент. Восстановленная пространственная структура грозовой активности по данным за период март-апрель 1991 г. показывает, что зоны стабильной максимальной грозовой активности большей частью охватывают бассейны рек Нигер и Конго, Мадагаскар, прилегающую к побережью часть Гвинейского залива.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАСОЛЕННОСТИ ВЛАЖНЫХ ПОЧВ НА ИХ РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ В ДЕЦИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН

Ю. В. Горишняя

84-92

Приведены результаты численного эксперимента по моделированию влияния засоленности влажных почв на их радиолокационные характеристики в L- (20 см) и Р- (70 см) диапазонах длин волн. Показано, что возможной причиной неуверенного выявления засоленных почв при дистанционном зондировании в L-диапазоне может быть влияние вертикального профиля распределения влажности в почве. Приведены расчетные данные о величине погрешности, которую может вносить в определение влажности почв эффект их засоленности в различных природных зонах при дистанционном зондировании средствами радиолокации L- и Р-диапазонов.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОДАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ АМПЛИТУД ИМИТАЦИОННЫМ МЕТОДОМ

Ю. В. Митихин

93-96

На основе вероятностной векторной модели ионосферного сигнала как суммы регулярной и случайной составляющих электромагнитного поля получены новые алгоритмы имитации флуктуаций амплитуд с неравномерным статистическим распределением фазы случайной составляющей поля. Моделированием на ЭВМ можно получить такие сигналы, плотность распределения которых имеет вид полимодальных функций распределения, что согласуется с экспериментальными данными по ионосферному зондированию.

О ПЕРЕХОДНОМ ИЗЛУЧЕНИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПОЛЯРИТОНОВ МОДУЛИРОВАННЫМ ПОТОКОМ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

В. М. Яковенко, И. В. Яковенко

97-102

Исследован механизм взаимодействия модулированного потока заряженных частиц с поверхностными волнами в плазмоподобных средах, сверхпроводниках, а также в идеально проводящих проводниках, граница которых является периодически неровной. Частота модуляции выбирается равной частоте поверхностной волны. Обнаружено, что плотность потока энергии поверхностной волны испытывает осцилляции в зависимости от соотношений между периодом ленгмюровских колебаний электронов пучка и временем пролета частицей пространства между плоскостью модуляции и границей раздела сред. Показано, что величина потока может значительно превосходить таковую для поверхностных волн, возбуждаемых заряженной лентой.

НЕЛИНЕЙНЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ПОЛЯРИТОНЫ В ДВУМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ИСТЕМЕ В КВАНТУЮЩЕМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Н. Н. Белецкий, Ю. В. Блудов

103-109

Теоретически исследованы нелинейные поверхностные поляритоны (НПП) в изолированной двумерной электронной системе (ДЭС), расположенной на границе линейной и нелинейной сред и помещенной во внешнее квантующее магнитное поле, направленное перпендикулярно ДЭС. Предполагалось, что диэлектрическая проницаемость нелинейной среды зависит только от тангенциальной компоненты электрического поля. Показано, что в условиях целочисленного квантового эффекта Холла (ЦКЭХ) все характеристики НПП являются квантованными величинами. Найдено, что в спектре НПП существуют две моды - высокочастотная и низкочастотная. Обнаружено, что НПП могут существовать лишь в случае, когда значение тангенциальной компоненты электрического поля на границе меньше некоторой критической величины. Найдено, что высокочастотная мода НПП испытывает резонансное взаимодействие с поверхностным поляритоном, существующим в окрестности второй гармоники циклотронного резонанса (ЦР).

МИКРОВОЛНОВАЯ ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ СТРУКТУРЫ "ВТСП ПЛЕНКА - ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОДЛОЖКА" ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ УГЛАХ ПАДЕНИЯ

А. И. Губин, А. А. Лавринович, Н. Т. Черпак

110-116

Микроволновая отражательная способность структуры "ВТСП пленка - диэлектрическая подложка" изучена с использованием "оптической" терминологии с помощью компьютерного моделирования. Применялась улучшенная двухжидкостная модель микроволновых импедансных свойств ВТСП. Исследованы некоторые особенности поведения коэффициента отражения р-поляризованной волны, падающей под произвольными углами, и вычислена разность значений коэффициента отражения в S- и N-состояниях. Для тонких ВТСП пленок (толщина < _L) исследованы немонотонные зависимости отражательной способности как от температуры, так и от угла падения (в N-состоянии). Для толстой пленки (толщина > _L) фактор увеличения может достигать значения 25 при угле падения 88°. Для моделирования использовались характеристики сверхпроводника YBa₂Cu₃ и подложки LaAlO₃ в частотном диапазоне 40-160 ГГц.

АНОМАЛЬНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ ТОНКОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАСТИНЫ С СИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТНЫМ ТОКОМ

С. А. Деревянко, О. И. Любимов, В. А. Ямпольский

117-123

Предсказано новое явление аномального проникновения электромагнитной волны в тонкую металлическую пластину с транспортным током. Показано, что даже в условиях сильной пространственной дисперсии, когда глубина проникновения электромагнитного сигнала много меньше толщины образца, поле падающей волны может переноситься из скин-слоя на противоположную грань образца электронами, захваченными знакопеременным собственным магнитным полем транспортного тока. Предсказано также явление циклотронного резонанса на захваченных электронах, возникающего за счет их периодического возврата в скин-слой.

НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ИНДУЦИРОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ФОНОНОВ В МИКРОВОЛНОВОМ ТВЕРДОТЕЛЬНОМ РЕЗОНАТОРЕ НЕАВТОНОМНОГО ФАЗЕРНОГО ГЕНЕРАТОРА

Д. Н. Маковецкий

124-134

Исследовано микроволновое фононное индуцированное излучение (ИИ) в твердотельном резонаторе неавтономного акустического квантового генератора (фазера). Наблюдалось ветвление и длительная рефрактерность (отсутствие реакции на внешние импульсы) в детерминированных хаотических и регулярных процессах ИИ при экспериментах со слабой и сильной накачкой. Ярко выраженное возрастание количества независимо сосуществующих состояний ИИ при повышении уровня накачки, наблюдавшееся как в физических, так и в компьютерных экспериментах, подтверждает аналитические оценки плотности ветвления в фазовом пространстве. Природа рефрактерности импульсов ИИ тесно связана с этим ветвлением и отображает кризисы странных аттракторов, т.е. их столкновения с неустойчивыми периодическими компонентами вышележащих ветвей.

In_0,4Ga_0,6As ДИОДЫ ГАННА С m-n:InP_1-xAs_x КАТОДОМ

Ю. В. Аркуша, Э. Д. Прохоров, И. П. Стороженко

135-139

На основе двухтемпературной модели исследована работа In_0,4Ga_0,6As диодов Ганна с m-n:InP_1-xAs_x катодом на основной гармонике, при температуре кристаллической решетки 300 К и длине активной области 0,5, 0,8, 1,0 мкм. Рассмотрено влияние гетерокатода на возникновение неустойчивостей тока в диоде. Получены энергетические и частотные характеристики. Для каждой длины диода определены оптимальный состав InP_1-xAs_x, а для диода с длиной активной области 1,0 мкм и оптимальная высота потенциального барьера на контакте металл-полупроводник. Показано, что наибольшая частота генерации составляет ~250 ГГц.

ПРИБЛИЖЕННАЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ НЕЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ ОРМОТРОНА

Г. А. Алексеев

140-143

Анализ стационарного режима автоколебаний в ормотроне - лучевом генераторе М-типа с открытым резонатором и длительным взаимодействием электронного потока с полем синхронной поверхностной гармоники - проведен в рамках приближенной аналитической нелинейной теории. Метод основан на использовании квазилинейных и асимптотических разложений для оценки интеграла взаимодействия. Анализ подтверждает, что ормотрон может быть высокоэффективным источником когерентных СВЧ колебаний. Показано, что генераторам типа ормотрон может быть свойственен жесткий режим возбуждения колебаний. 

О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРОННОГО ПОТОКА С ЗАМЕДЛЕННОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНОЙ В ГЕНЕРАТОРАХ О-ТИПА

Ю. В. Корниенко

144-149

Рассмотрено уравнение движения электронов в поле замедленной волны с постоянной амплитудой и приближенный метод его решения, основанный на разложении решения в степенной ряд по малой амплитуде волны. Показано, что режим наиболее эффективной передачи энергии пучком волне всегда лежит за пределами применимости этого приближения, вследствие чего это приближение не пригодно для описания режимов генерации с КПД, близким к максимальному возможному.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ С ЧАСТИЦАМИ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ И СТРУКТУРЫ

С. В. Гаташ, Л. Д. Степин

150-153

Проведено теоретическое рассмотрение диэлектрической проницаемости дисперсных систем для случаев частиц различной формы. Рассмотрено приближение, в котором можно распространить теорию аддитивного вклада диспергирующей и дисперсной фаз на случай большой объемной доли включений. Получено выражение для диэлектрической проницаемости частиц неоднородной структуры. Используя развитые теоретические положения и экспериментальные данные, определена диэлектрическая проницаемость внутренней среды эритроцитов и сделана оценка количества связанной и свободной воды внутри клетки.

АНАЛИЗ БЛИЖНИХ ПОЛЕЙ ТРЕХВИБРАТОРНОГО ОБЛУЧАТЕЛЯ В ДИССИПАТИВНОЙ СРЕДЕ

Г. А. Алексеев, М. В. Белоброва

154-164

Проведен сравнительный анализ ближних электрических полей трехэлементного осесимметричного облучателя, образованного неизолированными или изолированными симметричными вибраторами, в диссипативных средах типа жировой и мышечной тканей применительно к условиям КВ и СВЧ гипертермии. Показано, что при синфазном питании КВ вибраторов область равномерного нагрева междувибраторного пространства расширяется. Показано, что для формирования направленного внешнего облучения диссипативной среды при СВЧ гипертермии перспективной является конструкция облучателя с питанием, при котором один вибратор является активным рефлектором.

ФИЛЬТРЫ СКОЛЬЗЯЩЕЙ ОКРЕСТНОСТИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЕОРАДИОЛОКАЦИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

В. О. Коваленко

165-171

Описаны способы применения фильтров скользящей окрестности к обработке изображений, получаемых при подповерхностном видеоимпульсном зондировании. Построены фильтры для фокусирования изображений локальных объектов и выделения информации о слоистой структуре грунта. Предложены эмпирические рекомендации по использованию этих фильтров в реальных приложениях.