2006, том 11, № 2
ВЛИЯНИЕ СЛУЧАЙНЫХ ОБЪЕМНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ НА СПЕКТР МИКРОВОЛНОВОГО КВАЗИОПТИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА.
I. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Ганапольский Е. М., Еременко З. Е., Тарасов Ю. В.
171-179
Выполнен статистический анализ колебаний квазиоптического объемного СВЧ резонатора, заполненного случайными диэлектрическими неоднородностями. Показано, что неоднородности, вызывающие пренебрежимо малые диссипативные потери, приводят к существенному смещению и уширению спектральных линий. Этот эффект связывается нами со стохастическим межмодовым рассеянием волн на неоднородностях и является дополнительным к диссипативному уширению, обусловленному омическими потерями. Смещение и уширение каждой спектральной линии существенно зависят от частотного расстояния между нею и ближайшими линиями спектра. При увеличении этого расстояния влияние неоднородностей резко ослабевает. Благодаря этому происходит эффективное разрежение спектра резонатора. Разрежение обусловлено тем, что уединенные спектральные линии в незначительной степени подвержены влиянию неоднородностей и сохраняют свою высокую добротность. В то же время добротность близко расположенных линий существенно изменяется. В результате при возбуждении резонатора в спектре доминируют немногочисленные резонансы с наиболее высокой добротностью.
МОДИФИКАЦИИ МЕТОДА ЧАСТИЧНЫХ ОБЛАСТЕЙ В ЗАДАЧЕ О ТРОЙНИКОВОМ СОЕДИНЕНИИ КРУГЛОГО И ПРЯМОУГОЛЬНОГО ВОЛНОВОДОВ
Перов А. О., Сенкевич С. Л.
180-189
Предложен новый алгоритм расчета тройникового соединения круглого и прямоугольного волноводов методом частичных областей. Для решения задачи используется техника сшивания частичных областей круглого и прямоугольного волноводов через виртуальный радиальный волновод. Аналитическое исключение промежуточных величин, возможное в результате использования предложенного подхода позволяет решить вопрос рационального выбора и усечения проекционного базиса виртуального радиального волновода. Рассмотрены вопросы эффективной реализации, связанные с возможностью аналитического исключения промежуточных операций матричного обращения и с учетом симметрии рассматриваемого элемента. Проведено сравнение результатов расчета в рамках предложенного подхода с известными результатами.
О СЛАБОМ ВЛИЯНИИ СКРУГЛЕНИЙ УГЛОВ В РЕЗОНАТОРАХ ГРЕБЕНКИ НА ЕЕ ДИСПЕРСИОННЫЕ ХАРАКТРИСТИКИ
Мильчо М. В.
190-195
Теоретически исследовано влияние скруглений углов прямоугольного резонатора на его электродинамические характеристики. При исследовании используется метод сравнения электродинамического решения с электростатическим. Показано, что в длинноволновом приближении скругление углов практически не влияет на характеристики прямоугольного резонатора. Этот вывод подтвержден экспериментальным исследованием.
ЩЕЛЕВЫЕ РЕЗОНАНСЫ В АКСИАЛЬНО-СИММЕТРИЧНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЯХ ИМПУЛЬСНЫХ И МОНОХРОМАТИЧЕСКИХ TM0N-ВОЛН
Сиренко К. Ю.
196-204
Изучены щелевые резонансы на TEM-волнах узких радиальных и круглых коаксиальных волноводов, возбуждение которых позволяет эффективно управлять электродинамическими характеристиками классических аксиально-симметричных излучателей.
СПЕКТРЫ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ ГЕНЕРАТОРОВ ДИФРАКЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫМИ (ОТРАЖАТЕЛЬНЫМИ) ДИФРАКЦИОННЫМИ РЕШЕТКАМИ
Курин В. Г.
205-209
В данной работе рассмотрен вопрос о захватывании части энергии быстрых волн периодической структурой (дифракционной решеткой), расположенной на одном из зеркал открытого резонатора генератора. Показано, что случаи захвата физически эквивалентны утечке (потерям) энергии быстрых волн, уходящей в виде поверхностных волн периодической структуры из пространства взаимодействия. В процессе комбинированной перестройки случаи захвата энергии быстрых волн однородной дифракционной решеткой повторяются почти периодически, что обуславливает соответствующую модуляцию спектра интенсивностей (P = Ф( f )) выходного сигнала генератора. Показано также, что при возбуждении в резонансной системе генератора высших мод наблюдаются смещения от линий j = 2p, характерных для случаев работы генератора в режиме дифракционного излучения в область существования p-вида. Эти отклонения представляют собой случаи возбуждения генератора дифракционного излучения в режимах лампы обратной волны на объемных волнах.
КОНУСОПОДОБНЫЕ КВАЗИОПТИЧЕСКИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЗОНАТОРЫ
Баранник А. А., Буняев С. А., Черпак Н. Т.
210-214
Экспериментально показана возможность возбуждения колебаний типа шепчущей галереи в диэлектрических резонаторах, имеющих форму усеченного конуса, как с торцевой проводящей стенкой, так и без нее при углах наклона образующей конуса к продольной оси резонатора до 35°. Получены зависимости собственной частоты, добротности и распределения электрического поля от угла наклона образующей в 8-мм диапазоне волн. Проведено сравнение собственных частот и добротности различных видов конусоподобных резонаторов, а также полусферического резонатора. Показано, что добротность и коэффициент включения проводника для конического и полусферического резонаторов сравниваются при угле наклона образующей, равном~6–8.
ПОГЛОЩЕНИЕ ВОЛН РЕШЕТКОЙ, ЗАПОЛНЕННОЙ МЕТАМАТЕРИАЛОМ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ
Кусайкин А. П., Мележик П. Н., Поединчук А. Е.
215-221
Представлены результаты теоретического анализа электромагнитных свойств отражательной дифракционной решетки, заполненной средой с отрицательной диэлектрической проницаемостью. В широком диапазоне изменения параметров задачи исследован эффект резонансного поглощения такой структурой энергии возбуждающего электромагнитного поля. Продемонстрирован эффект расщепления резонансов поглощения в случае наклонного падения плоской волны на структуру.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕОДНОРОДНОЙ ТРАССЫ НА АЗИМУТАЛЬНЫЕ ОШИБКИ ПЕЛЕНГОВАНИЯ
Гонтарь И. Д., Кивва Ф. В., Разсказовский В. Б., Синицкий В. Б., Шульга В. Ф.
222-228
Приводятся результаты экспериментов по определению ошибок пеленга над сушей, обусловленных неоднородной тропосферой и неровной границей раздела. Показано, что для случая, когда угол места соизмерим с шириной диаграммы направлен-ности приемных антенн, ошибки пеленга определяются в основном поверхностью раздела.
ДОПЛЕРОВСКО-ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ЗОНЕ ОСАДКОВ
Марчук В. В., Яновский Ф. И.
229-233
Рассмотрено влияние опасных метеорологических явлений на безопасность полетов. Приведены основные доплеровско-поляриметрические характеристики турбулентности. Описан метод расчета параметра SLP-тангенса угла наклона к дифференциальной спектральной отражаемости, который зависит от типа осадков и турбулентности. Приведены формулы расчета интенсивности турбулентного движения. Показана взаимосвязь между интенсивностью турбулентности и SLP. Рассмотрена перспектива использования доплеровско-поляриметрических параметров, в частности SLP, при построении экспертных систем, основанных на принципах нечеткой логики.
СВЯЗЬ РАДИОЯРКОСТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ СКОЛЬЗЯЩИХ УГЛАХ С УСЛОВИЯМИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН НАД МОРЕМ
Кабанов В. А.
234-239
Приведены результаты экспериментальных исследований влияния условий распространения радиоволн на радиояркостную температуру атмосферы при скользящих углах над морем. Определены параметры угломестного профиля радиояркостной температуры, хорошо коррелирующие с функцией ослабления на контрольной загоризонтной трассе. Показана перспективность использования радиометрических измерений при скользящих углах для оценки условий распространения радиоволн.
ДИФРАКЦИЯ ВИДЕОИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА ПОДПОВЕРХНОСТНЫХ ОБЪЕКТАХ
Варяница-Рощупкина Л. А., Почанин Г. П.
240-252
Представлена схема решения задачи подповерхностного сверхширокополосного (СШП) видеоимпульсного зондирования, основанная на использовании метода конечных разностей. Для эффективной реализации данного метода использованы разностная схема Йи и ограничивающие принципиально открытую рассматриваемую область «точные» поглощающие граничные условия. На основании результатов решения задачи электродинамического моделирования процесса рассеяния СШП импульсной электромагнитной волны на объектах, имитирующих траншеи с зарытыми в них металлическими трубами, построены и проанализированы соответствующие радарограммы.
ПЕРЕХОДНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ НЕГАРМОНИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ ЭЛЕКТРОННЫМ СГУСТКОМ, ПЕРЕСЕКАЮЩИМ ГРАНИЦУ ВАКУУМ - ПЛАЗМА
Аверков Ю. О., Яковенко В. М.
253-261
Показана возможность возбуждения негармонических нестационарных импульсов с помощью эффекта переходного излучения сгустка электронов, пересекающего границу вакуум - плазма. Установлено, что для плотной плазмы, когда плазменная частота превышает частоту отсечки спектра, амплитуды нестационарных гармоник в плазме не являются экспоненциально малыми величинами. Возбуждаемые нестационарные импульсы имеют цилиндрическую симметрию, а перенос энергии в плотной плазме происходит в основном в направлении нормали к границе раздела двух сред.
МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ МАГНИТНОГО ТУННЕЛЬНОГО ПЕРЕХОДА СО СТУПЕНЧАТЫМ ПОТЕНЦИАЛЬНЫМ БАРЬЕРОМ
Белецкий Н. Н., Борисенко С. А., Яковенко В. М.
262-269
Теоретически исследовано влияние напряжения смещения на магнитосопротивление магнитного туннельного перехода со ступенчатым потенциальным барьером в рамках двухзонной модели свободных электронов в ферромагнитных электродах. Показано, что зависимость магнитосопротивления магнитного туннельного перехода от напряжения смещения имеет различный вид в зависимости от типа и толщины изоляторов, образующих ступенчатый туннельный потенциальный барьер. Найдено, что магнитосопротивление магнитного туннельного перехода может изменять свой знак и осциллировать с увеличением напряжения смещения. Установлено, что изменение знака магнитосопротивления связано с увеличением коэффициента прохождения электронов основной поляризации через магнитный туннельный переход при изменении взаимной ориентации намагниченностей ферромагнитных электродов с параллельной на антипараллельную.
HCN-ЛАЗЕР С ГИБРИДНЫМ ВЫВОДНЫМ ЗЕРКАЛОМ
Каменев Ю. Е., Масалов С. А., Филимонова А. А.
270-274
Исследован волноводный HCN-лазер с длиной активной среды 1 м, выводное зеркало которого содержит сопряженные одномерную проволочную решетку и плоское зеркало с отверстием. Экспериментально исследовалась зависимость мощности лазерного излучения от диаметра отверстия, периода решетки и расстояния между плоским зеркалом и решеткой.
ДИОДНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА СО ЩЕЛЕВЫМ L-КАТОДОМ
Белоусов Е. В., Завертанный В. В., Нестеренко А. В.
275-280
Рассмотрена диодная электронно-оптическая система (ЭОС), предназначенная для создания ленточных электронных потоков с высокой плотностью тока. В качестве эмиттера в ЭОС применен L-катод «щелевого» типа, образованный по линии соединения боковых поверхностей двух разнородных по структуре материалов. Отбор эмиссионного тока и формирование электронного потока осуществляются в неоднородном электрическом поле при расположении ЭОС в магнитном поле близком к однородному. Разработана и создана конструкция катодной системы, приведены результаты экспериментальных исследований ее характеристик в интервале ускоряющих напряжений U = 0,5 ¸ 2,5 кВ. Делаются выводы о возможности использования электронных потоков, формируемых ЭОС в генераторах электромагнитных колебаний коротковолновой части миллиметрового диапазона длин волн.
ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ЧАСТОТ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ФОКУСИРОВКИ
Дзюбенко М. И., Колпаков С. Н., Приемко А. А.
281-285
Описан метод фокусировки объектива, основанного на анализе пространственного спектра изображений. Представлено его теоретическое обоснование. Показано, что для поверхности любого объекта существует одна или несколько резонансных пространственных частот, которые в фокусе имеют максимальную интенсивность. Это связано с особенностями образования шероховатости. Процесс шлифовки и полировки приводит к тому, что шероховатые поверхности не являются абсолютно случайными в смысле теории вероятностей. Следовательно, оптические поля, порождаемые этими объектами, тоже не случайны. Проведенные исследования позволили совместить процесс точного наведения на фокус технологического лазера с получением резкого изображения обрабатываемой поверхности.
КИНЕТИКА СПЕКТРОВ ГЕНЕРАЦИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРА НА КРАСИТЕЛЕ С КОАКСИАЛЬНОЙ КЮВЕТОЙ, НАКАЧИВАЕМОЙ ИЗНУТРИ
Николаев С. В., Пожар В. В.
286-290
Изучены закономерности формирования и развития спектральных характеристик лазера на красителе родамин 6G с коаксиальным активным элементом, возбуждаемым изнутри. Для этого экспериментально исследованы зависимости кинетики спектра генерации от концентрации красителя в активном растворе и энергии накачки. С целью объяснения особенностей процесса формирования спектров излучения рассчитаны распределения показателя преломления по поперечному сечению активного элемента. Показано, что лазер с коаксиальным активным элементом, возбуждаемым изнутри, может генерировать излучение со стабильным спектром в течение всего импульса при условии, что интенсивность радиации накачки в периферической зоне кюветы мала.
ШИРИНА ВОЛЬТАМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИОДОВ ГАННА НА ОСНОВЕ INXGA1-XN
Павленко Д. В., Прохоров Э. Д.
291-297
Рассматривается ударная ионизация в GaN, InN и их соединениях, определены ширина вольтамперных характеристик и напряжения, при которых развивается ударная ионизация в диодах Ганна на основе GaN, InN и их соединениях.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ХАОТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ РАДИОДИАПАЗОНА
Земляный О. В.
291-297
В работе представлены результаты экспериментального исследования макета генератора хаотических колебаний радиодиапазона, принцип действия которого основан на хаотизации колебаний в нелинейной динамической системе с запаздывающей обратной связью кольцевого типа. В качестве нелинейности использован модуль, функционально реализующий асимметричное кусочно-линейное одномерное отображение с изменяемым в условиях эксперимента параметром асимметрии. Изучены статистические и спектральные свойства сигнала генератора, а также их взаимосвязь с параметрами нелинейного элемента. Полученные результаты могут быть использованы при построении генераторов хаоса с заданными свойствами выходного сигнала.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ-ИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ С МНОГОЛУЧЕВОСТЬЮ
Попов И. В., Луценко И. В., Луценко В. И.
305-308
Рассмотрено решение задачи обнаружения-измерения параметров многоэлементной цели на фоне негауссовых шумов. Многоэлементной целью могут моделироваться ситуации, когда осуществляется обнаружение сигнала в канале с многолучевостью, обусловленной переотражением от подстилающих поверхностей (суши, моря), либо приподнятых инверсионных слоев в тропосфере. Коррелированная негауссова помеха описывается марковским процессом с заданными плотностями вероятностей переходов и безусловной плотностью распределения. Такая модель характерна для помех, создаваемых отражениями от поверхности моря, участков суши, покрытых растительностью, приподнятых инверсионных слоев в тропосфере при размерах элемента разрешения РЛС меньших, чем характерные масштабы неоднородностей на поверхности (например, средняя длина морской волны). Предлагается модель, объясняющая интерференционные явления в канале распространения. Определение количества источников и их характеристик основывается на использовании критерия Фишера для оценки значимости количества источников сигналов.
МЕТОДЫ ФИЛЬТРАЦИИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ РОБАСТНОГО ОЦЕНИВАНИЯ АМПЛИТУДЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОГРАНИЧЕНИЯ
А. А. Роенко
309-317
На основании проведенного анализа закона распределения частотно-модулированного сигнала предложено две новых оценки амплитуды частотно-модулированного сигнала, искаженного воздействием либо гауссовых, либо негауссовых помех с законом распределения вероятности, содержащим «тяжелые хвосты». С использованием принципов фильтрации с ограничением и предложенных алгоритмов оценивания амплитуды разработаны два метода восстановления частотно-модулированных сигналов. Проведен сравнительный анализ полученных методов и подходов к фильтрации сигналов на основе скользящего окна и робастного дискретного преобразования Фурье. Показано, что применение разработанных методов позволяет повысить качество восстановления частотно-модулированных сигналов по сравнению с ранее известными подходами.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОНКОПЛЕНОЧНОЙ КОПЛАНАРНОЙ ЛИНИИ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА
Бондаренко И. Н., Лавринович А. А.
318-322
Рассмотрена возможность использования отрезка линии СВЧ планарной структуры, изготовленной из высокотемпературного сверхпроводника, в качестве устройства защиты электронных систем от импульсных электромагнитных сигналов. Проведено экспериментальное исследование поведения отрезка тонкопленочной копланарной линии (YBa2Cu3O7-x на сапфире) при воздействии СВЧ импульсов различной мощности и длительности. Зафиксирован переход в резистивное состояние, а также рост потерь при увеличении длительности импульсов.