2007, том 12, выпуск 2
ПОГЛОЩЕНИЕ В ВОЛНОВОДНО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРАХ С ОДНОСТОРОННИМ ПРЯМОУГОЛЬНЫМ ВЫСТУПОМ
Рудь Л. А.
299-305
Исследованы особенности резонансного поглощения и отражения в диэлектрических вставках, у которых одна из границ раздела сред имеет прямоугольный выступ, а другая - перпендикулярна стенкам прямоугольного волновода. Обнаружено, что такие резонансные структуры могут сильно поглощать энергию основной волны из одного плеча и сильно отражать из другого плеча. Показана возможность использования известной качественной модели для определения резонансных значений коэффициентов рассеяния и поглощения для вставок с малыми потерями. По результатам изучения полей дифракции предложена физическая интерпретация механизма резонансного поглощения в таких вставках.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЧИСЛЕННЫХ АЛГОРИТМОВ НА БАЗЕ ГО/ФО, FDTD И ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА КОМПАКТНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛИНЗ ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ АНТЕНН МИЛИМИТРОВЫХ И СУБМИЛИМИТРОВЫХ ДИАПАЗОНОВ
Борискин А. В., Годи Г., Ролланд А., Соло Р., Носич А. И.
306-318
Исследуются точность и применимость численных алгоритмов, основанных на методах геометрической и физической оптики (ГО/ФО), методе конечных разностей во временной области (FDTD) для анализа электромагнитных свойств двумерных полуэллиптических линз с небольшими волновыми размерами, которые являются ключевыми элементами современных интегрированных линзовых антенн в системах мм и субмм диапазона длин волн. Эталонное решение получено методом граничных интегральных уравнений типа Мюллера, которые обеспечивают контролируемую точность численного решения задачи дифракции электромагнитных волн на диэлектрическом цилиндре произвольного поперечного сечения. Численные результаты получены для обеих поляризаций и касаются характеристик полей в ближней и дальней зонах полуэллиптических линз, изготовленных из рексолита, кварца и силикона. При анализе особое внимание уделяется резонансным явлениям в середине линзы.
АСИМПТОТИКИ ПРЕДЕЛЬНЫХ СЛУЧАЕВ В ЗАДАЧЕ РАССЕЯНИЯ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ СЛОЕ, НАГРУЖЕННОМ ПОЛУБЕСКОНЕЧНЫМ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЭКРАНОМ
Барков А. Д.
319-327
Предложена методика расчета энергетических характеристик поля, рассеянного двумерной металлодиэлектрической структурой в случае, когда её геометрические или материальные параметры равны или близки к критическим. Рассмотрены резонансные режимы в малоугловом приближении для значений параметров, близких к критическим.
ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДРОБНЫХ ПОЛЕЙ
Ивахниченко М. В.
328-334
Анализируются свойства дробных полей, возникающих в результате применения дробного ротора к известному решению электродинамической задачи. Показано, что дробный ротор описывает изменение поляризации электромагнитного поля. При этом комплексные значения дробного порядка соответствуют изменению линейной поляризации на эллиптическую. Дробный ротор может применяться для описания эффекта изменения поляризации волны, прошедшей через киральный слой. Порядок дробного ротора определяется через значение киральности, вещественные значения дробного порядка между 0 и 1 соответствуют случаю обычного диэлектрического слоя и повороту линейно поляризованной волны на угол π / 2 соответственно.
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ КОМПОНЕНТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
Сугак В. Г.
335-340
Оценивается разрешающая способность радиофизического метода подповерхностного зондирования при использовании разнесенных передающих и приемных диполей, основанного на использовании ТЕ- и ТН- мод при расчете электромагнитных полей вблизи поверхности Земли.
НАБЛЮДЕНИЕ СИГНАЛОВ НА ЗАГОРИЗОНТНЫХ ТРАССАХ ВО ВРЕМЯ СОЛНЕЧНОГО ЗАТМЕНИЯ 29 МАРТА 2006 Г.
Луценко И. В., Луценко В. И.
341-344
Проведены измерения уровней сигналов на загоризонтных трассах во время солнечного затмения 29.03.06 г. В ходе измерений наблюдалось уменьшение уровня принимаемого сигнала шестого телевизионного канала. В дополнение к комплексу, использующему сигнал УКВ диапазона, излучаемый телевизионным центром, использовался сигнал вещательных станций КВ диапазона ионосферной волны при односкачковом распространении. Во время затмения наблюдались изменения уровня принимаемого сигнала как в УКВ, так и в КВ диапазонов волн. Однако сделать однозначный вывод о влиянии на уровень сигнала затмения Солнца на основании качественного анализа не представляется возможным, поскольку сходные уменьшения сигнала наблюдались как за несколько дней до, так и через несколько дней после затмения.
ВЛИЯНИЕ НЕОДНОРОДНОСТИ ИОНОСФЕРЫ ДЕНЬ–НОЧЬ НА АМПЛИТУДУ СНЧ РАДИОСИГНАЛА
Николаенко А. П.
345-355
Обработаны записи суточных изменений амплитуды сверхнизкочастотной (СНЧ) радиоволны, зарегистрированные на антарктической станции «Беллинсгаузен», длина трассы распространения около 16 Мм. Средний уровень поля хорошо согласуется с литературными данными. В записях присутствуют суточные изменения амплитуды, вызванные неоднородностью ионосферы день – ночь. Дневной уровень поля ниже ночного на 5 – 6 дБ в вертикальной электрической компоненте и на 4 – 5 дБ в горизонтальной магнитной компоненте. Рассчитано поле в сферическом промежутке Земля – ионосфера для моделей полностью дневного и полностью ночного волноводов, взятых из литературы. Данные расчета противоречат наблюдениям, что, возможно, обусловлено неточностью задания модельной фазовой скорости радиоволн, от которой зависит положение интерференционных минимумов и максимумов поля. Расчет и измерения соответствуют друг другу, если откорректировать фазовую скорость волны на 10%. Поскольку однородные промежутки «полный день» или «полная ночь» не учитывают дифракции радиоволн на терминаторе, делается вывод о необходимости более точного моделирования и выполнении расчетов в неоднородном промежутке Земля – ионосфера.
РАСЧЁТ СОБСТВЕННОГО КВАЗИСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЗАРЯДА, ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОИЗВОЛЬНО В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ ДРЕЙФА
Горбик Г. М., Ильенко К., Яценко Т. Ю.
356-361
В дарвиновском приближении методом функций Грина получено выражение для квазистатического (квазистационарного) векторного потенциала, возбуждаемого в цилиндрической камере дрейфа с идеально проводящими стенками произвольными плотностью заряда и тока (например, пучком заряженных частиц), удовлетворяющими уравнению непрерывности. Найденные функции Грина представлены в виде разложения по собственным функциям оператора Лапласа в цилиндрической системе координат с граничными условиями Дирихле и Неймана. На основании полученных выражений для потенциалов вычислено создаваемое магнитное поле и релятивистская поправка к электрическому полю. С учетом релятивистских поправок до величин порядка поля излучения вычислен вклад в силу Лоренца, действующую на отдельные заряженные частицы пучка, со стороны наведенных пучком на стенках цилиндрической камеры дрейфа поверхностных зарядов и токов. Предложен метод, позволяющий свести задачу на отыскание векторного потенциала к системе скалярных уравнений Пуассона в цилиндрической системе координат.
ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ЖИДКОСТЕЙ НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА В ФОРМЕ ПОЛУШАРА
Г. В. Голубничая, А. Я. Кириченко, И. Г. Максимчук
362-366
Исследовано влияние жидкостей с большим уровнем поглощения электромагнитных волн на электродинамические характеристики открытого диэлектрического резонатора в форме полушара при возбуждении в нем колебаний шепчущей галереи Н- и Е-типов в диапазоне частот 34÷38 ГГц. Показано, что возмущение такого резонатора со стороны экваториального среза плоской поверхностью жидкостей приводит к сдвигу резонансных частот в десятки мегагерц и снижению добротности колебаний. Установлено, что H-мода колебаний более чувствительна к поглощению электромагнитной энергии. При этом оптимальное расстояние между экваториальной поверхностью резонатора и поверхностью жидкости должно составлять примерно 3 мм на указанных частотах.
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЭЛЕКТРООСАЖДЕННЫХ ПЛЕНОК СУЛЬФИДА КАДМИЯ
Ли Т. А., Клочко Н. П.
367-371
Неотъемлемой частью современных тонкопленочных фотопреобразователей (ФЭП) на базе диселенида меди и индия и теллурида кадмия являются слои сульфида кадмия, которые играют роль буфера между базовым слоем и прозрачным электродом. Данная работа посвящена исследованию структуры, электрических и оптических свойств электроосажденных пленок CdS. Структурный анализ проводили рентген-дифрактометрическим методом. Для определения электрических свойств использовали темновые вольт-амперные характеристики (ВАХ) пленок. Оптические свойства исследовали методом спектрофотометрии.
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МАГНИТОПЛАЗМЕННЫХ ВОЛН В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ С ПОПЕРЕЧНО-НАМАГНИЧЕННЫМ ПОЛУПРОВОДНИКОМ
Замураев О. А., Тищенко А. С.
372-377
Экспериментально исследованы характеристики распространения магнитоплазменных волн (МПВ) в волноводе, содержащем поперечно-намагниченный полупроводник. Определены области значений магнитного поля, в которых наблюдается резонансный характер поведения фазовой константы и коэффициента затухания волны. Сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований и численных расчетов показал их хорошее совпадение.
ОПТО-АКУСТИЧЕСКАЯ ФОКУСИРОВКА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОБРАБАТЫВАЕМУЮ ПОВЕРХНОСТЬ
Дзюбенко М. И., Колпаков С. Н., Кулишенко Д. Ф., Приёмко А. А.
378-382
Рассмотрен разработанный авторами опто-акустический метод фокусировки лазерного излучения на поверхность изделия при лазерной размерной обработке. Представлен алгоритм слежения за фокусом в процессе гравировки и резки материала. Алгоритм основан на измерении геометрической формы поверхности изделия. Представлены результаты экспериментальной проверки разработанного метода. Показана его практическая реализуемость и технологическая эффективность.
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ ДИФРАКЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С РЕЗОНАНСНЫМ СОГЛАСОВАНИЕМ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ
М. Ю. Демченко, В. С. Мирошниченко, Ю. В. Свищев, Е. Б. Сенкевич
383-388
Предложена новая модификация открытой резонансной системы для генератора дифракционного излучения (ГДИ), в которой используются резонансные свойства ступенчатой неоднородности в виде канавки на зеркале для повышения амплитуды пространственных гармоник дифракционной решетки и снижения дифракционных потерь для основного TEM00q –типа колебаний. Приведены результаты численного анализа свойств колебаний в резонаторе с различной глубиной канавки. Представлены результаты экспериментальных исследований ГДИ 4- и 5-мм диапазонов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ АВТОСТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ В ГЕНЕРАТОРАХ ДИФРАКЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Корнеенков В. К., Курин В. Г.
389-393
В открытых резонаторах исследуемых генераторов наряду с модами, имеющими одно синфазное пятно поля, наблюдаются случаи возбуждения высших мод, которые создают несколько пятен поля вдоль движения электронного потока. Электронный поток, пролетающий через такую цепочку вариаций поля, расслаивается по скоростям с образованием множества мод пространственного заряда. Показано, что распад электронного потока на множество одновременно существующих мод пространственного заряда может приводить к повышению стабильности частоты генератора в одних случаях, в других - к возбуждению генератора в многочастотном режиме. Установлена связь стабильности частоты генератора со стабильностью расстройки между скоростью электронов и фазовой скоростью синхронной волны.
РЕЗОНАНСНО-ТУННЕЛЬНЫЙ КАТОД К ДИОДУ ГАННА
О. В. Боцула, Э. Д. Прохоров, И. П. Стороженко
394-400
Рассматривается диод Ганна с резонансно-туннельным катодом с одним энергетическим уровнем в квантовой яме. Использование такого катода приводит к тому, что вольтамперные характеристики диода имеют два участка отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП), на каждом из которых возможно получение генерации. Для этих участков определены эффективности генерации и рассмотрены особенности работы диода и проанализированы факторы, влияющие на процесс генерации.
КВАНТОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗОНАНСНОГО INGAAS/GAAS ФОТОДЕТЕКТОРА ДЛЯ СВЕРХКОРОТКИХ ОПТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Грищенко С. В., Демин А. А., Лысак В. В., Петров С. И.
401-407
Проводится теоретическое исследование квантовой эффективности резонансного p-i-n фотодетектора на основе InGaAs/GaAs для сверхкоротких оптических соединений. Рассчитана квантовая эффективность для условий резонанса. Математическая модель включает физические параметры фотодетектора и учитывает длину волны излучения, отражательную способность зеркал и оптическое поглощение во всех слоях детектора. Были получены зависимости квантовой эффективности от коэффициента отражения верхнего зеркала резонатора на основе Al0,65Ga0,35As/GaAs при различных других параметрах структуры. Найдены значения коэффициента отражения верхнего зеркала в зависимости от физических параметров структуры.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ КЛИНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ ПРИ ИЗБЫТКЕ ИЛИ НЕДОСТАТКЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Дулова И. А., Корниенко Ю. В., Скуратовский С. И.
408-415
Дана формулировка метода определения рельефа поверхности по полю наклонов и поля наклонов по исходным изображениям. Показано, что при корректном статистическом подходе к задаче она может быть успешно решена как в случае переопределённой, так и в случае недоопределённой систем уравнений, связывающих рельеф с исходными данными. Возможности метода продемонстрированы на компьютерных моделях.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ДИЭЛЕКТРОМЕТРИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА СМЕСЕЙ СЫПУЧИХ ВЕЩЕСТВ
Кривенко Е. В., Кириченко А. Я., Луценко В. И.
416-420
Исследованы добротности собственных колебаний аксиально-слоистой структуры, состоящей из слоя смеси портландцемента с песком, расположенного параллельно торцевой поверхности частично экранированного полудискового диэлектрического резонатора. Установлено, что внесение в поле резонатора параллельно его боковой поверхности исследуемого образца приводит к изменению собственных частот резонатора и его добротности тем больше, чем выше значения действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости исследуемого материала. Исследовано влияние компонентного состава диэлектрика, прицельного расстояния на частоту и добротность резонанса. Получены зависимости изменения частоты и крутизны электронной перестройки автогенератора на основе диода Ганна, стабилизированного аксиально-слоистой структурой от компонентного состава и влажности диэлектрика.
ДИСКОВЫЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МАГНИТОРЕЗОНАНСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В МИЛЛИМЕТРОВОМ И СУБМИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНАХ ДЛИН ВОЛН
Деркач В. Н., Багмут Т. В., Головащенко Р. В., Корж В. Г., Недух С. В., Тарапов С. И.
421-425
Приведено описание экспериментов по исследованию эффекта электронного спинового резонанса (ЭСР) в миллиметровом диапазоне длин волн с резонансной ячейкой в виде высокодобротного дискового диэлектрического резонатора (ДДР) на модах шепчущей галереи. В области рабочих температур Т=4,2 К достигнуто значение добротности ДДР Q = 30000–38000 с реперной ЭСР меткой.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОСЛАБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ОПТИЧЕСКИ НЕПРОЗРАЧНЫМИ ПРЕГРАДАМИ
Вязьмитинов И. А., Мирошниченко Е. И., Сытник О. В.
426-434
Рассматриваются результаты экспериментальных исследований потерь энергии электромагнитных волн дециметрового диапазона после прохождения элементов строительных конструкций с точки зрения основных требований к характеристикам РЛС обнаружения людей за оптически непрозрачными препятствиями. В качестве объектов исследования были выбраны образцы строительных конструкций и материалов, которые могут являться наиболее вероятными препятствиями при техногенных катастрофах. Исследованы зависимости затухания радиоволн от частоты и поляризации. Показана возможность приема отраженных электромагнитных сигналов дециметрового диапазона от живых подвижных объектов, находящихся за бетонными и железо-бетонными перекрытиями. Обсуждаются требования к условиям экспериментов и методики их проведения. Обосновывается достоверность результатов.
МЕТОД КВЧ ДИЭЛЕКТРОМЕТРИИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДОЕМОВ ПОВЕРХНОСТНО АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
Щеголева Т. Ю., Паршикова Т. В., Красов П. С., Брюзгинова Н. В., Масюк Б. Р., Ружельник Е. А.
435-438
Методом КВЧ диэлектрометрии получены данные, характеризующие параметры гидратного окружения культур микроводорослей. Полученные результаты позволяют анализировать молекулярные механизмы реакции нативных клеточных суспензий водорослей на действие поверхностно-активных веществ (ПАВ) в концентрациях, не превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК).
РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ КЛАССА Е В ИНТЕГРАЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ НА ЧАСТОТУ 2,4 ГГЦ
Макаров Д. Г., Крыжановский В. В.
439-443
Разработан и смоделирован интегральный СВЧ усилитель мощности класса Е на частоту 2,4 ГГц для изготовления по стандартной 0,18-мкм КМОП технологии. Используя дифференциальную топологию и каскодную схему выходного каскада, усилитель имеет выходную мощность 0,47 Вт на 50-Ом нагрузке с 60% КПД по добавленной мощности при напряжении питания 1,2 В.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ФОТОУМНОЖИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ PN-I-PN СТРУКТУРЫ С ЛАВИННЫМИ P-N ПЕРЕХОДАМИ
Лукин K. A., Сердейра Х. A., Максимов П. П.
444-450
Моделируется усиление импульса в фотоумножителе на основе pn-i-pn структуры с внутренним (лавинно-каскадным) усилением. Рассчитаны коэффициент усиления, быстродействие и шум лавинного умножения. Показано, что рассматриваемые фотоумножители имеют высокий коэффициент усиления, низкий порог чувствительности по току и более надежны в работе по сравнению с лавинными фотодиодами.
КВАЗИОПТИЧЕСКИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ АТТЕНЮАТОРЫ В ТЕРАГЕРЦЕВОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ
Безбородов В. И., Киселев В. К., Кулешов Е. М., Яновский М. С.
451-455
Рассмотрены ограничения, возникающие при создании квазиоптических поляризационных аттенюаторов в терагерцевом диапазоне частот, связанные со снижением качества решеточных поляризаторов. На основании сравнения различных вариантов построения таких аттенюаторов сделан вывод о преимуществах аттенюаторов с проходными Н-поляризаторами. Приведены результаты испытания таких аттенюаторов на основе полого диэлектрического и металлодиэлектрического волноводов.