2009, том 14, №1

Т- И Н-КОЛЕБАНИЯ В ВОЛНОВОДНО-КОАКСИАЛЬНОМ РЕЗОНАТОРЕ

С. П. Мартынюк, А. П. Моторненко, И. Г. Скуратовский, О. И. Хазов

7-10

Исследованы характеристики Т- и Н-колебаний в волноводно-коаксиальном резонаторе (ВКР). Проведены численные расчеты зависимостей собственных частот Т- и Н-колебаний, а также собственных добротностей Н-колебаний от параметров резонатора. Экспериментальные исследования Т- и Н-колебаний выполнены на едином составном макете ВКР 3-см диапазона. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССЕЯНИЯ ПЛОСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ЦИЛИНДРЕ

Е. А. Величко, А. П. Николаенко

11-18

Для моделирования дифракции плоской электромагнитной волны на прямом круговом цилиндре использовано классическое решение. Построено пространственное распределение электрического поля для четырех характерных частот: две нижние частоты отвечают первым максимуму и минимуму полного поля в точке позади рассеивающего цилиндра, две верхние частоты порядка 100 ГГц соответствуют минимуму и максимуму поля в той же точке. Построены угловые диаграммы рассеянного и полного полей. Обсуждается явление, аналогичное явлению Гиббса, характерное для фурье-разложения одномерной «прямоугольной» волны. В двумерной задаче этот эффект исчезает, когда число членов, используемых в разложении поля, превышает порог, определяемый отношением длины падающей волны к радиусу рассеивателя.

КВАЗИОПТИЧЕСКИЙ КОЛЬЦЕВОЙ САПФИРОВЫЙ РЕЗОНАТОР С ВНУТРЕННИМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ПРОВОДНИКОМ

А. А. Баранник, К. И. Торохтий, Н. Т. Черпак

19-23

Исследуется новый подход к измерению поверхностного сопротивления R_s массивных проводящих образцов. Описана методика определения R_s с помощью открытого кольцевого квазиоптического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах типа шепчущей галереи. Расчетным путем и экспериментально исследованы основные характеристики резонатора в интервале частот 30–40 ГГц. Показана возможность измерения R_s высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) с помощью кольцевого диэлектрического резонатора.

ФОРМИРОВАНИЕ КВАЗИОДНОРОДНОГО ВЫХОДНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ВОЛНОВОДНОМ МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ПРЯМОУГОЛЬНОМ РЕЗОНАТОРЕ С НЕОДНОРОДНЫМ ЗЕРКАЛОМ

А. В. Володенко, О. В. Гурин, А. В. Дегтярев, В. А. Маслов, В. А. Свич, А. Н. Топков

24-27

Описан метод получения в волноводном металлическом резонаторе прямоугольного сечения волновых пучков выходного излучения с равномерным профилем интенсивности, основанный на свойствах самоизображения многомодового прямоугольного волновода и применении неоднородного зеркала с  поглощающей либо фазосдвигающей маской. Развиты теоретическая модель и численый алгоритм расчета характеристик мод такого резонатора с использованием метода собственных колебаний резонатора и методов фурье-оптики. Установлены условия существования основной моды при изменении геометрических параметров резонатора и неоднородного зеркала.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ САНТИМЕТРОВЫХ РАДИОВОЛН В ВОЛНОВОДЕ ИСПАРЕНИЯ НАД ВЗВОЛНОВАННОЙ МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Ю. В. Левадный, В. К. Иванов, В. Н. Шаляпин

28-34

В предыдущих исследованиях распространения сантиметровых радиоволн численным методом пошагового разбиения рассеяние от взволнованной морской поверхности учитывалось в приближении касательной плоскости. Такой подход не позволяет учесть возникновение затенений освещенной поверхности и отклонение распределения вероятности высоты морской поверхности от нормального закона. В данной работе рассмотрены методы учета этих эффектов и получены зависимости множителя ослабления от высоты и расстоянии при наличии волновода испарения. Показано, что затенения оказывают существенно большее влияние на распространение сантиметровых радиоволн в волноводе испарения по сравнению с учетом негауссовости. Полученные результаты позволяют повысить точность  прогнозирования распространения радиоволн в нижней тропосфере.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ МЕСТА МАЛОВЫСОТНЫХ ЦЕЛЕЙ МНОГОЧАСТОТНОЙ МОНОИМПУЛЬСНОЙ РЛС

Ю. А. Педенко

35-42

Выполнено статистическое компьютерное моделирование радиолокационного измерения углов места маловысотных целей с использованием трехчастотной моноимпульсной радиолокационной станции (РЛС) в условиях многолучевого распространения радиоволн над взволнованной поверхностью моря. Отмечено, что при использовании трехчастотного варианта моноимпульсной РЛС существенно уменьшаются ошибки измерения угла места по сравнению с одночастотным вариантом, а также снижается вероятность срыва сопровождения цели. Исследована зависимость этих характеристик от разноса рабочих частот.

ПАРАМЕТРЫ СЛОИСТЫХ МЕТЕООБРАЗОВАНИЙ НАД ЧЕРНЫМ МОРЕМ

В. А. Кабанов

43-46

Приведены сведения о тропосферных слоях с закритичными вертикальными градиентами коэффициента преломления над Черным морем. Эти данные получены в течение нескольких лет при зондировании атмосферы рефрактометром с борта самолета или вертолета и относятся к диапазону высот 2–1500 м над уровнем моря.

CРАВНЕНИЕ НАБЛЮДАЕМЫХ И МОДЕЛЬНЫХ ФОРМ СНЧ-ВСПЛЕСКОВ

А. П. Николаенко, М. Хайакава, М. Коматсу, Т. Огава

47-56

Сравниваются формы естественных электромагнитных импульсов сверхнизкочастотного (СНЧ) диапазона, измеренных экспериментально, с модельными расчетами. Вертикальная электрическая компонента поля всплесков СНЧ-излучения регистрировалась в 2003–2005 гг. в г. Точи (Япония, 33,3° с. ш. и 33,4° в. д.). Отбирались отдельные импульсы, записанные в условиях хорошей погоды в широком диапазоне частот с помощью «шаровой» антенны. Вычисления поля выполнялись в модели однородного изотропного сферического промежутка Земля – ионосфера с линейной зависимостью постоянной распространения от частоты. Импульсы, пришедшие с разных дистанций, сопоставлялись, и каждая пара демонстрировала совпадение форм временных реализаций. С одной стороны, это говорит о корректности использованной модели распространения, а с другой, подтверждает достоверность оценок расстояния источник – приемник, полученных по запаздыванию импульсов антиподной и кругосветной волн относительно первого импульса.

АППАРАТУРНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ОТРАЖЕНИЙ ОТ МЕТЕООБРАЗОВАНИЙ

Е. Н. Белов, О. А. Войтович, Т. А. Макулина, Г. А. Руднев, Г. И. Хлопов, С. И. Хоменко

57-63

Приведено описание аппаратурно-программного комплекса для исследования параметров облачности и осадков, в который входят: двухчастотный радар, оптико-телевизионное устройство для визуального наблюдения исследуемых объектов, устройство калибровки радара для проведения абсолютных измерений радиолокационной отражаемости в динамическом диапазоне до 40 дБ, блок управления положением антенны, а также блок сопряжения с персональным компьютером. Разработанное программное обеспечение позволяет управлять работой радара и проводить измерения высотного профиля спектрально-корреляционных параметров  для исследования характеристик турбулентности метеообразований.

ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ МИКРОВОЛНОВОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ В СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

А. А. Лавринович, Е. В. Храмота, Н. Т. Черпак

64-68

Проводится анализ сверхпроводящих микроволновых линий передач на основе телеграфных уравнений в случае, когда сверхпроводник характеризуется нелинейными погонными сопротивлением и индуктивностью, зависящими от уровня мощности входного сигнала. Для участка нелинейной линии передачи получены зависимости  выходной мощности и коэффициента фазы постоянной распространения от входной мощности. Сравнение результатов теоретического анализа и экспериментального исследования высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) копланарной линии передачи 3-см диапазона дало возможность определить характеристический уровень входной мощности, который феноменологически вводится при теоретическом анализе.

СВЯЗАННЫЕ ДИСКОВЫЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЗОНАТОРЫ НА МОДАХ ШЕПЧУЩЕЙ ГАЛЕРЕИ В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН

В. Н. Деркач, Р. В. Головащенко, Е. В. Горошко

69-73

Приведены результаты экспериментального изучения спектральных и полевых характеристик одиночных и связанных дисковых диэлектрических резонаторов (ДДР) на модах шепчущей галереи (МШГ) с помощью компьютеризированного измерительного стенда. На примере пяти связанных резонаторов показана возможность создания управляемых КВЧ-элементов на основе связанных ДДР для возможного применения в терагерцевом и оптическом диапазонах частот.

ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА ДИФРАКЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ВЫСШИХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ГАРМОНИКАХ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ

В. С. Мирошниченко, В. К. Корнеенков, Е. Б. Сенкевич, Д. В. Юдинцев

74-80

Приведены результаты экспериментальных исследований макетов генераторов дифракционного излучения (ГДИ), работающих на высших пространственных гармониках дифракционной решетки. Показано, что благодаря выбору открытой резонансной системы генератора удается снизить влияние роста омических потерь в дифракционной решетке на выходные характеристики ГДИ при повышении номера пространственной гармоники. Приведено сравнение стартовых токов и выходной мощности ГДИ, работающих на 1, 2 и 3-й пространственных гармониках дифракционной решетки.

МНОГОЧАСТОТНЫЕ АВТОКОЛЕБАНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУРАХ С ДВУМЯ СВЯЗАННЫМИ ЛАВИННЫМИ P–N-ПЕРЕХОДАМИ

К. А. Лукин, П. П. Максимов

81-87

Приведены результаты численного решения уравнений диффузионно-дрейфовой модели (ДДМ) полупроводниковых pn–i–pn-структур с резкими лавинными p–n-переходами. Обнаружен режим многочастотных автоколебаний в Ge, Si и GaAs pn–i–pn-структурах с постоянным обратным смещением. Исследован механизм возбуждения автоколебаний и выполнен спектральный анализ. Показано, что полупроводниковые структуры с резкими p–n-переходами являются автоколебательной системой. На их основе могут быть созданы многочастотные генераторы СВЧ-диапазона.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ РАСШИРЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ПОЛОСЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ В КЛИНОСТРОНЕ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

В. Г. Чумак, С. В. Паньков

88-92

Приведены результаты исследований возможности расширения полосы непрерывной перестройки частоты в рабочем диапазоне клинотрона. Наиболее предпочтительным способом является оптимизация полости резонатора поверхностной волны прибора. Изменяя расстояние между замедляющей системой и противоположной стенкой в резонаторе, можно обеспечить непрерывную полосу перестройки до 20–25 %.

ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ СИНТЕЗА АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА И ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОКАЧКИ НА ПАРАМЕТРЫ ТЕРАГЕРЦЕВОГО ГАЗОРАЗРЯДНОГО HCN-ЛАЗЕРА

В. К. Киселев, В. П. Радионов, Н. Ф. Дахов

93-96

В терагерцевых газоразрядных HCN- и DCN-лазерах синтез активного вещества осуществляется непосредственно в газовом разряде из исходных веществ. Режим заполнения резонатора активным веществом оказывает влияние на мощность и КПД лазера. Проведено косвенное измерение времени синтеза активного вещества и проанализированы причины влияния этого времени на параметры лазера. На основе исследования предложен и испытан способ увеличения мощности и КПД лазера.

ОБНАРУЖЕНИЕ СИГНАЛОВ В ГАУССОВОМ ШУМЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕСТОВЫХ СТАТИСТИК ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА

А. В. Тоцкий

97-102

На основе теории статистических решений рассмотрена задача обнаружения детерминированного сигнала, наблюдаемого на фоне аддитивного гауссова шума, с использованием тестовой статистики третьего порядка и критерия Неймана-Пирсона. Предложено формирование тестовой статистики обнаружения в виде пиковой оценки моментной функции третьего порядка выхода согласованного фильтра. Приведены результаты статистического моделирования, демонстрирующие преимущества использования статистик третьего порядка по сравнению с традиционными статистиками второго порядка.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ДНК-ПОДОБНЫХ СТРУКТУР В СВЧ-ДИАПАЗОНЕ: ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ СЕЛЕКТИВНОСТЬ ОТРАЖЕНИЯ ВОЛН

И. В. Семченко, С. А. Хахомов, А. П. Балмаков

103-108

В связи с асимметрией формы ДНК исследование поляризационных свойств ДНК выбрано нами как одно из первостепенных по важности. Предварительный теоретический расчет показал, что форма ДНК является оптимальной для образования поляризованной по кругу электромагнитной волны при условии резонанса (~ 10 нм). Экспериментальное исследование, проведенное нами по принципу электродинамического подобия для металлических ДНК-подобных спиралей в СВЧ-диапазоне длин волн, подтвердило этот вывод. В работе экспериментально подтверждается наличие эффекта поляризационной селективности при двойном отражении СВЧ-волн от ДНК-подобных спиральных элементов в зависимости от их знака (правые и левые спирали). Показано, что циркулярная поляризация волн играет важную роль при взаимодействии искусственных ДНК-подобных структур в СВЧ-диапазоне. Возможно, идентичный эффект имеет место в некоторых процессах с участием ДНК в клетках биологических организмов, но в дальнем ультрафиолетовом либо «мягком» рентгеновском диапазоне.