2008, том 13, № 3

ОБЪЕМНЫЕ РЕЗОНАТОРЫ В ВИДЕ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ:
ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ РАСЧЕТА СПЕКТРА

А. Ю. Попков, А. Е. Поединчук, И. К. Кузьмичев

473-480

На основе метода Галеркина разработан численный алгоритм расчета спектра осесимметричных электромагнитных колебаний объемных резонаторов в виде тел вращения с идеально проводящей граничной поверхностью. Рассмотрены вопросы устойчивости и сходимости алгоритма при увеличении числа базисных функций метода Галеркина. Общие возможности алгоритма проанализированы на примере сферического резонатора. Исследованы спектры собственных частот резонаторов, границы которых образованы сферической, конической и цилиндрической поверхностями. Обнаружены собственные колебания, аналогичные по своей структуре колебаниям типа «прыгающего мячика», квазиоптических открытых двухзеркальных резонаторов со сферическими зеркалами.

РЕЗОНАНСНЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ ПЛАНАРНЫЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД – ГРЕБЕНКА

В. В. Крыжановский, С. В. Крыжановский, С. А. Стешенко, О. В. Чистякова

481-488

Числено исследованы резонансные свойства системы планарный диэлектрический волновод – гребенка. Выполнена классификация видов резонансов, возникающих при изменении параметров системы, включая размеры канавок, толщину диэлектрического волновода и расстояние между волноводом и гребенкой. Дан ряд практически полезных рекомендаций по выбору параметров волновода и решетки при создании антенн.

ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА, СИСТЕМА K_a-ДИАПАЗОНА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СКАНИРОВАНИЕМ ЛУЧА

С. С. Секретарев, Д. М. Ваврив, В. А. Волков, М. П. Натаров, В. В. Гламаздин

489-493

В работе представлена оригинальная конструкция волноводно-щелевой антенной системы K_a-диапазона с электрическим сканированием луча. Система состоит из четырех одинаковых секций, которые подключены к приемо-передатчику через мультипольный p-i-n переключатель большой мощности. Предложенный p-i-n переключатель позволяет осуществлять быстрое электрическое сканирование луча антенны, что существенно расширяет область применения антенной системы. Разработанная антенная система была применена в радаре, предназначенном для обеспечения безопасности полета вертолетов, а также контроля метеоусловий. В статье описаны свойства антенной системы, приведены ее основные характеристики, результаты тестирования и интеграции антенны в радар.

ИЗМЕРЕНИЕ УГЛА МЕСТА ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ДИФРАКЦИОННОЙ МОДЕЛИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН

В. Б. Разсказовский, Ю. Ф. Логвинов

494-502

В приближении многократной дифракции Френеля на полуплоскостях численным методом исследованы особенности пеленгования источника излучения СВЧ радиоволн над поверхностью моря с ветровым волнением при малых углах скольжения и малых высотах над поверхностью. Показано, что такая модель не противоречит экспериментальным данным по пеленгованию источника излучения при высотах, сравнимых с высотой морских волн.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ОШИБКИ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ РЕФРАКЦИИ В ТРОПОСФЕРЕ НА ТРАССЕ ГИСЗ – ЗЕМЛЯ

Д. Д. Халамейда

503-511

Рассмотрена возможность применения интерферометра, принимающего радиосигнал с геостационарного искусственного спутника Земли (ГИСЗ), для измерения интегрального по трассе градиента коэффициента преломления тропосферы в рамках экспоненциальной модели тропосферы. Приведены факторы, влияющие на точность измерений угла прихода, такие как шумы приемника, нестабильность положения фазового центра антенн, изменение свойств фидерного тракта, и проведена их оценка. Рассмотрены требования к различным характеристикам интерферометра.

НОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ОПИСАНИЯ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ И ПРОЦЕССОВ

О. В. Лазоренко

512-517

Рассматривается возможность отличия сверхширокополосных (СШП) сигналов от частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Демонстрируется, что на основе традиционного определения СШП сигнала ЧМ сигнал, являющийся узкополосным в каждый отдельный момент времени, может быть ошибочно отнесен к СШП сигналам. Предлагается концепция динамического показателя широкополосности, основанного на анализе функции спектральной плотности динамического (оконного) преобразования Фурье сигнала. Показывается эффективность нового критерия, основанного на данной концепции, при анализе ЧМ сигналов.

РЕЗОНАНСНО-ТУННЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ AlN/Al_xGa_1-xN, GaN/In_xGa_1-xN

О. В. Боцула, Э. Д. Прохоров, И. П. Безмаль

518-522

Рассматриваются резонансно-туннельные диоды (РТД) на основе двойных и тройных соединений нитридов AlN, GaN, InN c большим количеством энергетических уровней в квантовых ямах. Расчитаны вольтамперные характеристики резонансно-туннельных диодов с числом уровней в квантовой яме до пяти. Показано, что такие РТД могут иметь до пяти участков с отрицательной дифференциальной проводимостью (ОДП). Определены возможные эффективности генерации на всех участках ОДП. Сделаны оценки максимальных частот генерации на каждом участке ОДП.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ДИФФУЗИОННО-ДРЕЙФОВОЙ МОДЕЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР С ЛАВИННЫМИ P-N ПЕРЕХОДАМИ

П. П. Максимов

523-528

Разработан алгоритм решения уравнений диффузионно-дрейфовой модели обратносмещенных pn-i-pn структур с резкими p-n переходами. За основу алгоритма взяты разностные уравнения модифицированного метода встречных прогонок, метода расчета полупроводниковых pn-i-pn структур с резкими p-n переходами и метода расчета резких p-n переходов в режиме автоколебаний. Оценена погрешность расчета электрического поля Ge, Si и GaAs pn-i-pn структур с обратной связью. Показано, что относительная погрешность уменьшается с увеличением числа узлов разностной сетки и ограничена погрешностью аппроксимации дифференциальных операторов разностными. Приведены автоколебания электрического поля и плотности тока этих структур и их спектр. Рассмотрен предельный случай малых лавинных токов.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЧ СМЕСИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ РЕЗКИХ P-N ПЕРЕХОДОВ

П. П. Максимов

529-534

Моделируется смеситель СВЧ сигналов на основе резких лавинных Ge, Si и GaAs p-n переходов. В качестве математической модели используются уравнения диффузионно-дрейфовой модели (ДДМ) полупроводников. Решение уравнений ДДМ находится модифицированным методом встречных прогонок. Рассмотрен принцип работы смесителя. Установлена физическая природа искажений сигнала. Рассчитаны коэффициент усиления, амплитудная и частотная характеристики. Приведены спектр частот и фазы выходного сигнала Ge, Si и GaAs p-n переходов.

МНОГОМОДОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ГДИ

К. А. Лукин, Э. М. Хуторян, А. И. Цвык

535-545

Рассматривается теория колебания в генераторах дифракционного излучения (ГДИ) с открытым резонатором (ОР), имеющим в спектре основную и высшую моды, близкие по собственным частотам. Исследуются стационарные и переходные режимы. Получены решения, описывающие устойчивый режим двухмодовой генерации при взаимодействии электронного потока (ЭП) с основной и высшей модами. Физические особенности взаимодействия ЭП потока с полем мод ОР ГДИ анализируются с помощью фазового портрета ансамбля крупных частиц. Полученные результаты сравниваются с экспериментом.

АВТОДИННЫЙ ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩИЙ МОДУЛЬ НА ДИОДЕ ГАННА С ВНУТРЕННИМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ СИГНАЛА ДЛЯ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДАТЧИКА С ЛИНЕЙНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ЧАСТОТЫ

А. В. Варавин, А. С. Васильев, Г. П. Ермак, И. В. Попов

546-551

Приведены результаты исследования автодинного приемо-передающего модуля 8-мм диапазона для радиолокационного датчика с линейной модуляцией частоты ближнего радиуса действия, предназначенного для измерения дальности и скорости объектов. Автодинный приемо-передающий модуль выполнен на основе диода Ганна с варакторной перестройкой частоты. Внутреннее детектирование сигнала осуществляется с помощью датчика тока в цепи питания диода Ганна. В приемо-передающем модуле реализованы методы цифрового формирования излучаемого сигнала, спектральной обработки и цифровой фильтрации сигнала разностной частоты.

ИССЛЕДОВАНИЕ КВАЗИОПТИЧЕСКОГО ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО СДВИГАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ С ВРАЩАЮЩИМСЯ ЛИНЕЙНЫМ ПОЛЯРИЗАТОРОМ

В. И. Безбородов, В. К. Киселев, Е. М. Кулешов, В. Н. Полупанов, М. С. Яновский

552-555

Описаны конструкция и принцип работы квазиоптического фазового сдвигателя частоты с вращающимся линейным поляризатором. При настройке четвертьволновых дифференциальных фазовых секций на рабочую частоту уровень побочных колебаний частот входного сигнала и «зеркальной» частоты на выходе составил менее –50 дБ относительно уровня полезного сигнала.

РОЛЬ КВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ В ПОВЫШЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КРОВИ

О. И. Белоус, Б. Г. Емец, В. А. Малахов, А. В. Носатов, С. П. Сиренко, А. И. Фисун, Е. Б. Алмазова

556-561

Рассмотрены результаты использования облучения крови КВЧ излучением в лечении нарушения кровообращения головного мозга человека. Облучение дозы крови около 20 мл на длине волны l = 7,1 мм проводилось в цилиндрическом резонаторе, возбуждаемом на высшем типе колебаний. Этим обеспечивалась равномерность распределения поля на поверхности раздела «кровь – диэлектрик». Наблюдалось улучшение неврологического состояния больных, уменьшение агрегативности тромбоцитов и активизация антиоксидантной системы. Приведена трактовка процесса активизации крови.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭСР-МИКРОСКОП ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ НИЗКОРАЗМЕРНЫХ НАНОСТРУКТУР

А. В. Варавин, Г. П. Ермак, М. И. Нахимович, И. В. Попов, С. И. Тарапов, Б. А. Авраменко, А. Г. Равлик, В. Н. Самофалов

562-567

Представлены конструкция и результаты исследования сканирующего микроскопа мм диапазона с высоким пространственным разрешением для исследования магнитной неоднородности низкоразмерных магнетиков и ферромагнетиков методом электронного спинового резонанса (ЭСР) в диапазоне 30-45 ГГц. Статическое магнитное поле в исследуемой области образца создается с помощью специального концентратора магнитного поля. Автоматизированная система управления и регистрации сигналов позволяет проводить механическое перемещение образца относительно рабочего зазора концентратора с минимальным шагом 1 мкм и регистрировать амплитуду СВЧ поля в каждой точке пространства с применением цифрового синхронного детектирования. Проведены измерения электронного спинового резонанса в контрольных магнитных образцах с известной намагниченностью насыщения.

РАЗРАБОТКА ТЕСТ-СИСТЕМ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Т. Ю. Щеголева

, Е. М. Громозова, С. И. Войчук, Н. В. Брюзгинова, Б. Р. Масюк, П. С. Красов

568-571

Методом КВЧ диэлектрометрии получены данные об изменениях в гидратном окружении клеток дрожжей под действием электромагнитного излучения (ЭМИ). Показана возможность использования клеточных культур в качестве сенсоров при изучении влияния ЭМИ различной интенсивности и природы на биологические объекты.

КОНЦЕПЦИЯ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАНЕТЫ И ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ

А. П. Николаенко

572-576

Рассмотрен тепловой баланс Земли в предположении, что мощность лучистой энергии Солнца, поглощаемой планетой, равна ее собственному тепловому излучению. Такой подход позволяет не рассматривать всю цепочку преобразований энергии из одного вида в другой или из диапазона в диапазон. Интенсивность нагрева Солнцем затем сравнивается с антропогенным теплом, выделяемым за счет сжигания топлива. Показано, что тепла, производимого человечеством, вполне достаточно, чтобы привести к росту средней температуры планеты примерно на 1 °С за сто лет. Тем самым предлагается возможная причина наблюдаемых изменений климата.