2009, том 14, № 2
ТОНКИЙ ПРОВОДНИК СО СТУПЕНЧАТЫМ ИЗЛОМОМ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ВОЛНОВОДА КАК ПРОСТОЙ ОТРАЖАТЕЛЬ
А. А. Кириленко, С. А. Приколотин
119-127
Рассматриваются простые конфигурации реализуемых на практике устройств, вызывающих узкополосный резонанс полного отражения при помещении в поперечное сечение прямоугольного волновода – тонкие проводники со ступенчатым изломом, соединяющие две противоположные стенки волновода. Они образуют специального вида двухапертурные диафрагмы, которые можно расположить, например, между фланцами волновода. Резонансное явление, которое они вызывают, основано на интерференсном взаимодействии полей собственных колебаний диафрагмы с двумя L-образными апертурами. Частота и добротность резонанса отражения в пределах широкого диапазона управляются положением и высотой ступенчатого излома. Представлены ситуации, когда идеальный проводник со ступенчатым изломом обеспечивает резонанс с практически нулевой шириной полосы запирания. Такой нетривиальный волноводный 3D-объект, нагруженный на подводящие тракты, способен поддерживать собственные колебания без радиационных потерь. Приведены результаты численного моделирования и экспериментального исследования.
О ДОБРОТНОСТИ
СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТИПА 
ОТКРЫТОГО
РЕЗОНАТОРА СО СФЕРИЧЕСКИМИ ЗЕРКАЛАМИ
Ю. В. Свищев
128-132
Представлены результаты вычислительного эксперимента по исследованию свойств аксиально-симметричных собственных колебаний электрического типа открытого резонатора со сферическими зеркалами. Обнаружен и исследован эффект падения (повышения) на один-два порядка дифракционной добротности основных типов колебаний при изменении геометрических параметров резонатора. Доказано существование точек вырождения собственных колебаний в комплексной плоскости.
ОПИСАНИЕ ГРАНИЦ В ЗАДАЧАХ РАССЕЯНИЯ С ПОМОЩЬЮ ДРОБНЫХ ОПЕРАТОРОВ
Э. И. Велиев, М. В. Ивахниченко, Т. М. Ахмедов
133-140
Анализируется возможность применения дробных операторов в задачах отражения электромагнитных волн от плоских границ. Рассматриваются дробная производная и дробный ротор, получаемые как результат фрактализации обычных операторов производной и ротора. Дробный ротор может применяться для описания эффекта изменения поляризации волны, отраженной от биизотропного слоя или границы, описываемой анизотропными импедансными граничными условиями. Порядок дробного ротора определяется через материальные параметры рассматриваемой задачи. Граничные условия с дробной производной обобщают условия для идеальных электрически- и магнитно-проводящих границ. Рассматриваются применения дробных граничных усло-вий (ДГУ) для моделирования отражения от плоских границ. На примере задачи дифракции на ленте конечной ширины сравниваются рассеивающие свойства ленты с ДГУ и импедансной ленты. Получены выражения, связывающие дробный порядок и импеданс. Показано, что в широком диапазоне изменения параметров ДГУ могут применяться для моделирования отражения от импедансных границ, а также от диэлектрического слоя. ДГУ соответствуют импедансным границам с чисто мнимым значением импеданса. Также отмечены особенности рассеивающих характеристик ленты с ДГУ, связанные с ее «сверхволновыми» свойствами.
ТРАНСФОРМАЦИЯ ВОЛН НА СТАТИСТИЧЕСКИ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Ф. Г. Басс, Л. Б. Ватова
141-144
Обобщенный метод малых возмущений использован для исследования трансформации волн на статистически шероховатой поверхности, разделяющей среды, в которых из-за наличия временной и пространственной дисперсий распространяются несколько типов волн. Сформулированы для поля граничные условия. Рассчитана средняя интенсивность трансформированных волн.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СПЕКТРА НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ТРОПОСФЕРЫ ПО КОРРЕЛЯЦИОННЫМ ФУНКЦИЯМ АМПЛИТУДНЫХ ФЛУКТУАЦИЙ
Г. А. Алексеев, М. В. Белоброва
145-154
Предложен метод численного решения обратной задачи радиопросвечивания турбулентной, стохастически неоднородной тропосферы плоской радиоволной. Метод позволяет восстановить пространственный спектр неоднородностей тропосферы по корреляционным функциям амплитудных флуктуаций радиосигнала геостационарного спутника или по соответствующим энергетическим спектрам. Алгоритм решения основан на переходе к интегральному уравнению с самосопряженным оператором и применении метода a-регуляризации. Показано, что при оптимальных значениях параметра регуляризации пространственный спектр может быть восстановлен для различных моделей тропосферы. Алгоритм решения использован для восстановления пространственного спектра неоднородностей по экспериментальным частотным спектрам амплитудных флуктуаций радиосигнала.
АНАЛИЗ ВЫСОТНОГО ПРОФИЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕЛОМЛЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НАД ЧЕРНЫМ МОРЕМ
В. А. Кабанов
155-158
Представлены данные о вертикальных градиентах коэффициента преломления в различных по высоте и толщине слоях атмосферы по результатам рефрактометрических измерений над Черным морем. Показана слабая взаимосвязь градиентов на различных участках высотного профиля N(h) для конкретных высотных распределений.
ЗАБЫТАЯ МОДЕЛЬ ГРОЗОВОГО РАЗРЯДА
А. П. Николаенко
159-164
Описана модель грозового пробоя, развитая в 1940-х гг. в СССР И. С. Стекольниковым. Эта модель осталась мало известной среди специалистов по атмосферному электричеству. В работе приведены основные соотношения этой модели, проведено численное моделирование, а его результаты сравниваются с общепринятыми моделями. Показано, что модель Стекольникова обладает определенными преимуществами и занимает достойное место среди современных инженерных моделей грозовых разрядов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВТОРИЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НЕЗАМКНУТЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ЭКРАНОВ
Д. Д. Иванченко, И. О. Сухаревский
165-168
Приводятся результаты экспериментальных исследований диаграмм обратного рассеяния металлических незамкнутых сферических экранов при изменении частоты зондирующего сигнала в диапазоне от 26,2 до 38,4 ГГц. При этом радиус сферического сегмента был равен 18,08 мм, а радиус апертуры сферического экрана – 12,55 мм. Образец был изготовлен методом выдавливания из алюминиевой фольги толщиной 0,15 мм.
В результате измерений получены частотные зависимости нормированной эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) при облучении тонкого сферического сегмента вдоль его оси. Приводится сравнение экспериментальных данных с результатами известных теоретических расчетов ЭПР, полученных методом собственных функций. Исследованы особенности поведения диаграмм обратного вторичного излучения сферического сегмента в широкой полосе частот и углов падения.
ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХЧАСТОТНОГО МЕТОДА ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ТВЕРДЫХ АЭРОЗОЛЕЙ
О. А. Войтович, А. М. Линкова, Г. И. Хлопов
169-176
Проведено исследование двухчастотного метода дистанционного измерения размеров частиц твердых аэрозолей. Приведены результаты численного моделирования процесса дистанционного зондирования с использованием строгого решения задачи дифракции электромагнитной волны на диэлектрической сфере, что позволяет оценить рамки применимости метода и влияние полидисперсности рассеивающей среды.
ЗОНЫ НЕПРОПУСКАНИЯ В МАГНИТОФОТОННОМКРИСТАЛЛЕ В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН
М. К. Ходзицкий
177-182
Был исследован одномерный магнитофотонный кристалл (МФК) с трехслойной ячейкой (воздух-феррит-кварц), ограниченный проволочной средой в миллиметровом диапазоне длин волн. Показано появление двух зон непропускания, связанных соответственно с интерференцией волн в МФК и с ферромагнитно-резонансным поглощением в ферритовом слое. Показано теоретически и экспериментально появление поверхностных волн для системы МФК + проволочная среда в частотном диапазоне зоны непропускания МФК. Показана возможность управления положением пика пропускания, связанного с поверхностной волной в спектре с помощью магнитного поля. Показано, что крутизна кривой, описывающая зависимость положения пика пропускания, связанного с поверхностной волной от магнитного поля, меньше, чем крутизна кривой, описывающая зависимость положения низкочастотного края зоны непропускания МФК от магнитного поля. Рассматриваемые эффекты позволят разработать новые магнитоуправляемые микроволновые устройства на основе МФК в гигагерцевом и терагерцевом диапазонах.
ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ НЕРАВНОВЕСНЫХ НЕОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В БАЗОВЫХ КРИСТАЛЛАХ ДЛЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ КРЕМНИЕВЫХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
М. В. Кириченко, Р. В. Зайцев, В. Р. Копач
183-189
Приведены результаты исследований, усовершенствованным методом стационарной фотопроводимости и методом спада фотопроводимости, распределения времени жизни неравновесных неосновных носителей заряда τn,p по толщине пластин монокристаллического кремния. Исследовались пластины p- и n-типов проводимости, предназначенные для изделий электронной техники и подвергнутые таким способам повышения τn,p в их приповерхностных областях, как геттерирующий отжиг и глубокое химическое травление. На основании проведенного сравнительного анализа полученных значений τn,p предложено использовать подвергнутые глубокому химическому травлению пластины кремния в качестве базовых кристаллов при создании отечественного ресурсосберегающего варианта многопереходных фотоэлектрических преобразователей с вертикальными диодными ячейками.
МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО МАГНИТНОГО ТУННЕЛЬНОГО ПЕРЕХОДА
Д. В. Абдулкадыров, Н. Н. Белецкий
190-197
Исследовано туннелирование электронов через нестационарный магнитный туннельный переход в приближении малой амплитуды переменного электрического поля. Изучена зависимость активной и реактивной составляющих высокочастотного туннельного магнитосопротивления перехода от приложенного постоянного напряжения смещения.
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ХОЛОДНОГО ЗАПУСКА МАГНЕТРОНОВ С ВТОРИЧНО-ЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ
Н. И. Автомонов, Д. М. Ваврив, С. В. Сосницкий
198-206
Проведен теоретический анализ механизмов возбуждения автоколебаний в магнетронах с вторично-эмиссионным катодом без применения вспомогательного термокатода. Изучены процессы возбуждения автоколебаний с помощью внешнего СВЧ-сигнала и с использованием модулированного импульса анодного напряжения. Определены условия, при которых возможна реализация указанных механизмов возбуждения автоколебаний. Приведены результаты сравнения численного моделирования с экспериментальными данными, полученными для магнетронов миллиметрового диапазона длин волн.
МОЩНЫЙ УЗКОПОЛОСНЫЙ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЛАЗЕР НА КРАСИТЕЛЯХ
П. Г. Дальченко, М. И. Дзюбенко, В. П. Пелипенко
207-211
Изучены спектрально-энергетические характеристики импульсно-периодического двухкаскадного лазера, состоящего из задающего генератора и многопроходного усилителя. Определены условия подавления широкополосного фона и повышения эффективности преобразования энергии в узкую инжектируемую линию. Полученные экспериментальные результаты согласуются с теоретическими выводами. Создан мощный перестраиваемый узкополосный импульсно-периодический лазер на красителях с ламповой накачкой, обеспечивающий среднюю мощность излучения более 4,0 Вт при ширине линии 0,1 нм и перекрывающий спектральный диапазон 460–680 нм.
ГЕНЕРАЦИЯ ГАРМОНИК И УМНОЖЕНИЕ ЧАСТОТЫ ПРИ УДАРНОЙ ИОНИЗАЦИИ В GAN-ДИОДАХ
О. В. Боцула, Д. В. Павленко, Э. Д. Прохоров
212-217
Рассматривается ударная ионизация в диодах на основе GaN. Показано, что при развитии ударной ионизации в диодах указанные соединения перспективны для работы в см и мм дипазонах (напряжения сверх порогового 3…5 при КПД до 11…13 %). Показано, какие эффективности генерации можно получить при генерации гармоник диодами на GaN. Рассматривается умножение частоты при ударной ионизации в диодах на основе GaN. Показано, что при развитии ударной ионизации в диодах на основе GaN коэффициент преобразования частоты существенно возрастает и составляет, например, на 2-й гармонике до 40 %.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА РАЗДВОЕНИЯ ИМПУЛЬСА ЛАЗЕРНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ПРИ НАКАЧКЕ HCN-ЛАЗЕРА ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ
В. К. Киселев, В. П. Радионов
218-221
При накачке терагерцевых лазеров переменным током частотой 50 Гц лазерное излучение генерируется в виде импульсов с частотой следования 100 Гц. Форма импульса лазерного излучения изменяется в зависимости от изменения длины резонатора в пределах зоны генерации. Каждый импульс лазерного излучения может распадаться на два отдельных импульса, и частота следования импульсов удваивается. Работа посвящена экспериментальному исследованию и физическому объяснению этого явления.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОЛЯ ФАЗОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ ПО ИЗОБРАЖЕНИЮ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
С. И. Скуратовский
222-228
Исследована возможность восстановления комплексной функции по модулю ее фурье-образа. С помощью компьютерного эксперимента показано, что путем использования итерационной процедуры, аналогичной применявшейся ранее для реконструкции вещественных изображений, можно восстановить комплексную функцию с точностью до постоянного фазового множителя. Подтверждено, что в общем случае точное восстановление менее вероятно, чем при работе с вещественным объектом. Однако внесение оправданных с точки зрения практического использования дополнительных условий позволяет существенно повысить вероятность правильного восстановления.
НЕИОНИЗИРУЮЩЕЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЭКОЛОГИЯ
А. М. Егоров, А. Ю. Лонин, Ю. Ф. Лонин, В. И. Чумаков, А. Г. Шепелев, О. В. Немашкало
229-238
Излагается современное состояние электромагнитной экологической обстановки, дается анализ природных и искусственных источников электромагнитного излучения (ЭМИ) и их характеристики. Рассматриваются медико-биологические, гигиенические и экологические аспекты влияния электромагнитных излучений как на человека, так и на экосистему в целом. Приводятся результаты экспериментальных исследований воздействия ЭМИ на медико-биологические объекты в Институте плазменной электроники и новых методов ускорения (ИПЭНМУ) ННЦ ХФТИ.
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР С РАДИАЛЬНОЙ ПОЛОСТЬЮ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СТОЛОВЫХ ВИН
З. Е. Еременко, Е. М. Ганапольский, В. Н. Скресанов, В. В. Васильченко, В. Г. Гержикова, Т. А. Жилякова, Н. С. Аникина
239-249
Предложен метод измерения комплексной диэлектрической проницаемости для малого объема (порядка 1 мл) сильно поглощающей жидкости в миллиметровом диапазоне длин волн. Метод основан на использовании резонансной ячейки в виде цилиндрического резонатора с радиальной полостью, заполненной исследуемой жидкостью. Получено характеристическое уравнение, позволяющее с использованием экспериментальных данных (резонансной частоты и добротности) и комплексной диэлектрической проницаемости жидкости, принятой за стандартную, получить значение комплексной диэлектрической проницаемости измеряемой жидкости. Определены оптимальные размеры резонатора, спектральные параметры и рабочая мода колебаний для определения комплексной диэлектрической проницаемости сильно поглощающей жидкости, заполняющей радиальную полость резонансной ячейки. Данный метод использован для определения комплексной диэлектрической проницаемости различных образцов столовых вин. Получены и проанализированы коэффициенты парной корреляции комплексной диэлектрической проницаемости вина с его физико-химическими показателями.