2005, том 10, № 3
ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР С ДВУМЯ ПРОВОДЯЩИМИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ ВСТАВКАМИ
Мележик П. Н., Мирошниченко В. С., Сенкевич Е. Б.
351-356
Проведены исследования свойств H-поляризованных колебаний в двухмерном открытом резонаторе (ОР) с двумя проводящими цилиндрическими вставками. Обнаружен и исследован эффект повышения на 1,5-2 порядка дифракционной добротности основного типа колебаний за счет проводящих вставок с диаметром, достаточным для конструктивного размещения в ОР активных элементов и их охлаждения. Продемонстрирована возможность осуществления перестройки ОР с двумя проводящими вставками на основном типе колебаний в широком диапазоне частот. Проведено сравнение результатов электромагнитного моделирования с экспериментом.
СОБСТВЕННЫЕ РЕЖИМЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЛОЙ – ЛЕНТОЧНАЯ ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА
Сидоренко Ю. Б.
357-363
Исследована задача о распространении собственных электромагнитных волн вдоль планарного диэлектрического волновода (ПДВ), электродинамически связанного с ленточной дифракционной решеткой (ЛДР). Приведены расчетные зависимости постоянных распространения для низших типов волн от параметров системы. Рассчитаны и построены амплитудные распределения компонент полей в поперечном сечении. Показано, что в электродинамической системе ПДВ - ЛДР существуют собственные режимы распространения поверхностных волн, локализованных в плоскости дифракционной решетки. Доказано существование в такой системе волн гибридного типа. Выявлена область частотного параметра, в которой возникает сильная электродинамическая связь системы со свободным пространством.
ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ РАДИОВОЛН САНТИМЕТРОВОГО И МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНОВ ПОЧВОЙ
Кулемин Г. П., Кириченко В. А., Логвинов Ю. Ф.
364-370
Представлены экспериментальные удельные эффективные поверхности рассеяния от участка почвы без растительности при угле падения около 60°. Во время экспериментов варьировалась шероховатость почвы и ее влажность, которые контролировались контактными методами. Показано, что при рассеянии радиосигнала от поверхности доминирующим является поверхностный механизм рассеяния.
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЧВЫ В ЗАДАЧАХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
Кулемин Г. П., Кириченко В. А., Логвинов Ю. Ф.
371-375
Представлены данные контактных измерений параметров шероховатостей поверхностей сельскохозяйственного назначения с различными типами механической обработки. Показано, что фрактальное описание шероховатых поверхностей является перспективным применительно к задачам дистанционного зондирования. На основе обширных экспериментальных данных показано, что для очень шероховатых поверхностей более подходящим является экспоненциальная аппроксимация автокорреляционной функции поверхности, а для гладких поверхностей – гауссова аппроксимация.
ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В ТРОПОСФЕРНОМ СВЧ КАНАЛЕ СВЯЗИ ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ
Замараев В. Б., Синицкий В. Б.
377-385
Рассматривается один из возможных механизмов замираний радиосигналов СВЧ в пределах прямой видимости - многолучевое распространение, обусловленное отражением от инверсионных тропосферных слоев. В результате анализа методом геометрической оптики модели с линейно-ломаным профилем коэффициента преломления находится пространственная картина лучей и каустик. Получены формулы для расчета углов прихода и задержек лучей в случае равных высот корреспондирующих пунктов. По методу модифицированной геометрической оптики вычисляется амплитуда поля в области пространства, включая простую каустику.
ВАРИАЦИИ ТРОПОСФЕРНОЙ РЕФРАКЦИИ НАД МОРЕМ. СОВМЕСТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ НА СТАЦИОНАРНОЙ И СПУТНИКОВЫХ ТРАССАХ
Замараев В. Б., Кабанов В. А., Моргун Г. М., Синицкий В. Б.
386-393
Приводятся результаты экспериментальных исследований характеристик рефракции в приводном слое тропосферы, определяемых разными методами: по смещениям характерных точек реализаций сигналов спутников навигационной системы GPS при заходе над морем и по изменениям уровней сигналов дециметрового диапазона в зоне полутени. Показано, что корреляция указанных параметров в отдельных опытах имеет порядок 0,6 и увеличивается при сглаживании исходных данных, а также их взаимном смещении.
ОБ ОДНОМ МЕТОДЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА
Провалов С. А., Андренко С. Д., Дудка В. Г., Свищев Ю. В.
394-398
Затронута проблема определения фазового распределения излучателей миллиметрового диапазона на основе принципа голографии объемной (сигнальной) волны и неоднородной плоской волны (опорной). Проведены тестовые измерения фазовых характеристик излучателей и их сравнение с общефизическими представлениями и результатами расчета. Даны практические рекомендации по использованию описанной методики в физике и технике миллиметрового диапазона.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ШУМАНОВСКОГО РЕЗОНАНСА С ПОМОЩЬЮ ДАННЫХ СПУТНИКА ОПТИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСНОГО ДЕТЕКТОРА
Николаенко А. П.
399-412
Приведены результаты расчетов спектров глобального электромагнитного резонанса (шумановского резонанса) в изотропном резонаторе Земля – ионосфера с использованием ежемесячных карт планетарного распределения гроз по данным спутника ОИД. Для получения суточных и сезонных изменений сигнала применялись модели (маски), активирующие различные области мировой грозовой активности и движущиеся вокруг планеты в течение дня. Обсуждаются три типа моделей, первая из них активирует грозы на дневной стороне Земли («день» или Д-модель). Вторая – запускает грозы в послеполуденном секторе («послеполуденная» или ПП-модель), а третья – включает грозовые разряды, которые попадают внутрь круглого пятна заданного радиуса («пятно» или П-модель). Выполнены расчеты спектров шумановского резонанса, показывающие, что разработанный подход позволяет моделировать и интерпретировать экспериментальные данные.
ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА НА УГЛОВЫЕ СВОЙСТВА СПЕКТРОВ СИГНАЛОВ САНТИМЕТРОВОГО И МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНОВ, РАССЕЯННЫХ ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
Узленков А. В., Луценко В. И., Павленко В. Ф.
413-421
Экспериментально оценено влияние пленки нерастворимого поверхностно-активного вещества на азимутальные свойства некоторых параметров доплеровских спектров сигналов сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн, рассеянных взволнованной водной поверхностью в естественных условиях. Рассматривается возможность использования этих эффектов для обнаружения поверхностно-активных веществ.
ВНУТРИПОДЗОННЫЕ ПЛАЗМОНЫ В КОНЕЧНОМ МАССИВЕ КВАНТОВЫХ ПРОВОЛОК, СОДЕРЖАЩЕМ ДЕФЕКТ
Блудов Ю. В., Шрамкова О. В.
422-427
Теоретически исследованы плазмоны в слаборазупорядоченном массиве квантовых проволок, состоящем из конечного числа квантовых проволок, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Считалось, что массив квантовых проволок содержит одну дефектную квантовую проволоку, ширина которой отличается от ширины остальных квантовых проволок, и которая может занимать произвольное положение в массиве. Предсказано возрастание частоты локальной плазмонной моды при уменьшении ширины дефектной квантовой проволоки. Показано, что, когда дефектная квантовая проволока размещена внутри массива, спектр плазмонов содержит моды, частоты которых практически не зависят от ширины дефектной квантовой проволоки.
АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУР С МАГНИТНЫМИ СЛОЯМИ
Вытовтов К. А., Булгаков А. А.
428-434
Рассмотрена периодическая структура с чередующимися ферритовыми слоями и изотропными слоистыми структурами. Записана матрица преобразования за период, матрица преобразования за М периодов. Показано, что определитель матрицы преобразования является важной энергетической характеристикой среды. Найдены условия существования периодических волн в структуре. Найдены условия существования периодических волн в случае двухслойного периода (ферритовый слой – изотропный слой), при которых параметры гиротропного слоя не влияют на условия прохождения волны.
ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРОВ ТИПА КЛИНОТРОН
М. В. Мильчо, Б. П. Ефимов, В. В. Завертанный, В. В. Гончаров
435-440
Обсуждаются особенности режимов работы генераторов типа клинотрон и дисперсионных характеристик замедляющих систем, используемых в клинотронах. На основе экспериментальных исследований определены условия, обеспечивающие оптимальный режим работы клинотронов. Описана методика расчета замедляющей системы при проектировании клинотронов миллиметрового диапазона волн.
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СПИРАЛЬНЫХ ВЗРЫВНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В КОЛЕБАТЕЛЬНОМ РЕЖИМЕ
В. А. Сошенко, О. В. Сытник
441-447
В работе проведены исследования класса спиральных радиочастотных взрывомагнитных генераторов (ВМГ), основными преимуществами которых является их компактность, простота конструкции, автономность и высокая энергоемкость. Анализ различных конструкций спиральных ВМГ выполнен на основе разработанных уточненных эквивалентных схем и математических моделей ВМГ. В частности, исследованы ВМГ с емкостной и двухконтурной нагрузками, а также с нагрузкой в виде двухконтурной системы с нелинейной связью на ферритовом сердечнике. В моделях учтены факторы, оказывающие влияние на амплитуды генерируемых токов и напряжений и на спектральные характеристики электромагнитных полей. Математические модели представлены в виде систем дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, в которых учтены скин-эффект, потери энергии из-за короткого замыкания в лайнере, потери на сопротивлении спирали и переходных контактах. Получены условия, при которых происходит срыв колебательного режима и переход генератора в апериодический режим. Выполнены расчеты временных и спектральных характеристик сигналов. Исследованы методы повышения мощности и частоты генерируемых колебаний. В частности, предлагается использовать в конструкциях ВМГ нелинейные элементы и элементы с распределенными параметрами. Обсуждаются оригинальные схемотехнические и конструктивные решения ВМГ.
О ПРИЧИНАХ ШУМОВ В ПРИБОРАХ М-ТИПА
Грицунов А. В.
448-459
Методом вычислительного эксперимента исследованы причины шумов в статическом и динамическом режимах приборов со скрещенными полями. В статическом режиме ими являются: собственные тангенциальные колебания электронного облака; вторично-эмиссионная группировка втулки; солитоны в электронном потоке. В динамическом режиме это транзитные и устойчивые конвективные облака в электронных спицах. Рассмотрено влияние вышеуказанных неустойчивостей на спектр колебаний электронного потока в приборах М-типа.
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ПОЛИГАРМОНИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ С НАСТРОЙКОЙ ДО ПЯТОЙ ГАРМОНИКИ
Рудякова А. Н., Крыжановский В. Г.
460-465
Предложено использование двухпериодных PBG-структур с отверстиями П-образной формы в заземляющей пластине микрополосковой линии для получения оптимальных амплитудно-фазовых соотношений высших гармоник в полигармонических усилителях мощности СВЧ. Рассмотренные двухпериодные структуры обладают лучшими характеристиками по сравнению с однопериодными вариантами как в области пропускания, так и в полосе заграждения. Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование трех вариантов PBG-структур: с квадратными, прямоугольными и П-образными отверстиями, результаты которого демонстрируют перспективность использования двухпериодных PBG-структур для построения выходных фильтров усилителей с контролем гармоник до пятой и выше.
НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СТРУКТУРЫ, МЕДЛЕННЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И МУЛЬТИСТАБИЛЬНОСТЬ ПРИ СЛАБОЙ ДИФФУЗИИ ВОЗБУЖДЕНИЙ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ НЕРАВНОВЕСНЫХ СИСТЕМАХ С ТРЕХУРОВНЕВЫМИ АКТИВНЫМИ ЦЕНТРАМИ
Маковецкий Д. Н.
466-475
Численными методами исследованы самоорганизованные пространственно-временные структуры в распределенных активных (возбудимых) системах. Возникновение, эволюция, взаимодействие и распад вращающихся спиральных автоволн (ВСА) изучены в рамках обобщенной модели Винера-Розенблюта. Обнаружено замедление переходных процессов, вызванное эволюцией ВСА. Продемонстрирована мультистабильность ВСА. В отсутствие когерентных ВСА наблюдался переходной пространственно-временной хаос в возбудимой трехуровневой среде.
ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ДИСКОВЫХ КВАЗИОПТИЧЕСКИХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ В МАЛЫХ ОБЪЕМАХ
Губин А. И., Лавринович А. А., Черпак Н. Т.
476-481
В работе приводятся результаты экспериментальных исследований дисковых квазиоптических диэлектрических резонаторов с капилляром, заполненным двухкомпонентным раствором с использованием сильно поглощающей жидкости, которой является вода. В качестве второй компоненты раствора выбраны этиловый спирт и ацетон. Наблюдается хорошая корреляция особенностей зависимостей собственных частот и добротности резонатора от концентрации одной из компонент в растворе, измеренных для водно-спиртового раствора, с расчетными значениями диэлектрической проницаемости. Измерения проводились в диапазоне частот 37-40 ГГц при возбуждении в резонаторе колебания шепчущей галереи с волной НЕ-типа. Исследованный резонатор может быть использован в качестве ячейки для измерения свойств растворов в малых количествах.
ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕТОДОМ ОТКРЫТОГО КОНЦА КОАКСИАЛЬНОЙ ЛИНИИ
Иванов В. К., Силин А. О., Стадник А. М.
482-489
Исследованы погрешности определения комплексной диэлектрической проницаемости диссипативной среды методом открытого конца коаксиальной линии, возникающие из-за неполной адекватности применяемых математических моделей реальной геометрии зонда и его расположения относительно зондируемой среды.