2009, том 14, № 3
ВОЗБУЖДЕНИЕ ПОТОКА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ВНУТРИ МАГНИТОДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЦИЛИНДРА
Т. Н. Огурцова, Ю. Б. Сидоренко
259-266
Приведено решение задачи о нахождении потока магнитной индукции, наведенного плоской волной внутри ферритового цилиндра, как базового элемента высокочувствительной магнитной антенны. В качестве модельной выбрана задача дифракции плоской электромагнитной волны на бесконечном круговом магнитодиэлектрическом цилиндре произвольного радиуса. Построены картины распределения полей вне и внутри цилиндра. Отмечено резонансное поведение потока магнитной индукции.
ВОЗБУЖДЕНИЕ ФАКЕЛЬНОГО СВЧ-РАЗРЯДА В ОДНОПРОВОДНОЙ ЛИНИИ
Б. П. Ефимов, А. Н. Кулешов, М. О. Хорунжий, А. О. Пузанов
267-274
Приводятся результаты экспериментальных исследований поверхностных волн в однопроводной линии Губо, инициирующих на ее конце факельный СВЧ-разряд эрозионного типа. Рассмотрены два характерных режима работы линии: как штыревой антенны и как линии, передающей СВЧ-энергию в нагрузку (СВЧ-плазмоид) посредством поверхностных плазмон-поляритонов. Описаны конструктивные особенности СВЧ-модуля, а также дополнительных элементов в его внешней цепи, предназначенных для измерения проходящей мощности: ответвителя, аттенюатора и т. п. Обсуждаются перспективы использования линии Губо для передачи СВЧ-энергии в широком диапазоне частот, а также для ряда практических приложений, в том числе для исследования физических свойств новых материалов и полупроводниковых устройств.
РАДИАЛЬНО-ДВУХСЛОЙНЫЙ ШАР КАК ДАТЧИК ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКОСТИ, В КОТОРУЮ ОН ПОГРУЖЕН
А. Я. Кириченко, Ю. В. Прокопенко, О. А. Суворова, Ю. Ф. Филиппов
275-281
Изучена возможность использования радиально-двухслойного шарового диэлектрического резонатора в качестве датчика для определения комплексной диэлектрической проницаемости окружающей среды. Приведены соотношения для компонент электромагнитных полей собственных колебаний и характеристические уравнения резонатора. В сантиметровом диапазоне длин волн проведены численные исследования резонатора с кварцевым внутренним и поликоровым внешним слоями при помещении его в различные среды. Показано, что чувствительность изменения собственной частоты резонатора к изменениям диэлектрической проницаемости окружающей среды определяется радиальной толщиной внешнего слоя.
О РАСПРЕДЕЛЕНИИ ПОЛЕЙ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ШЕПЧУЩЕЙ ГАЛЕРЕИ, ВОЗБУЖДАЕМЫХ В КВАЗИОПТИЧЕСКИХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРАХ ЩЕЛЬЮ СВЯЗИ В ЗЕРКАЛЕ
Р. В. Головащенко, Е. В. Горошко, А. Е. Когут, В. В. Кутузов
282-285
Приведены результаты экспериментального изучения спектральных и энергетических характеристик, а также распределения полей вынужденных колебаний шепчущей галереи, возбуждаемых в открытых полудисковых квазиоптичеких диэлект-рических резонаторах локальным элементом связи в виде емкостной щели на металлическом зеркале резонатора. Результаты проведенных исследований получены с помощью компьютеризированного измерительного стенда. Доказано, что на показатели электродинамических характеристик вынужденных колебаний диэлектрических резонаторов оказывают влияние не только потери энергии на элементе связи, но и радиационные потери, величина которых зависит от условий возбуждения колебаний.
ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ МИКРОПОЛОСКОВОЙ АНТЕННЫ С ИЗЛУЧАТЕЛЕМ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ КОАКСИАЛОМ
А. Е. Свеженцев
286-294
Рассмотрена задача о возбуждении цилиндрической микрополосковой антенны с помощью коаксиальной линии (штыря), которая моделируется нитью электрического тока конечной длины. Задача решена методом моментов в спектральной области с использованием кусочно-заданных базисных функций. Этот факт позволяет существенно расширить класс задач, а именно, рассматривать антенны с произвольной формой излучателя. Рассчитана зависимость обратных потерь от частоты для антенны с излучателем Е-формы.
ДИСПЕРСИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЯЗАННЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ С РАЗЛИЧНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ
С. А. Провалов
295-298
Приведены результаты экспериментального исследования дисперсионных характеристик связанных диэлектрических волноводов с различной высокой диэлектрической проницаемостью в миллиметровом диапазоне длин волн. Показано, что использование диэлектрических волноводов с различной крутизной дисперсионных зависимостей позволяет получить систему, у которой одно из разрешенных колебаний имеет малый градиент дисперсионной зависимости. Полученные результаты могут быть использованы при разработке функциональных элементов КВЧ-диапазона.
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ НАБЛЮДАЕМОСТИ НАД МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ В ИРЭ НАН УКРАИНЫ
В. К. Иванов, В. Н. Шаляпин, Ю. В. Левадный
299-314
Обзор описывает этапы развития исследований по одному из основных научных направлений Института радиофизики и электроники НАН Украины – прогнозированию радиолокационной наблюдаемости надводных целей. Представлены результаты первых экспедиций, проведенных сотрудниками Института на Черном и Балтийском морях в 1950-е гг., которые позволили установить взаимосвязь между радиолокационной наблюдаемостью надводных целей и метеоусловиями вдоль трассы распространения радиоволн. В этих исследованиях была выявлена природа возникновения «радиоям» – резких ослаблений сигналов за счет экранирующего действия приподнятых инверсионных слоев, оказывающих существенное влияние на работу систем связи, радиолокации и навигации. Исследования во внутренних морях легли в основу методики оценки радиолокационной наблюдаемости и составления радиоклиматических карт. Дальнейшие комплексные исследования условий распространения радиоволн над акваторией Мирового океана, проведенные в 1970–80-е гг., позволили создать банк радиометеорологических параметров, необходимых при проектировании и эксплуатации радиолокационных станций. Была разработана система прогнозирования радионаблюдаемости надводных и воздушных целей и создан пакет прикладных программ расчета уровня сигналов по метеорологическим данным.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ УГЛОВ МЕСТА МАЛОВЫСОТНЫХ ЦЕЛЕЙ МНОГОЧАСТОТНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВНЕОСЕВОГО МЕТОДА
Ю. А. Педенко
315-322
Выполнено компьютерное моделирование измерения углов места маловысотных целей над взволнованной поверхностью моря с использованием трехчастотной моноимпульсной радиолокационной станции (РЛС), работающей в режиме внеосевых измерений. Исследованы зависимости статистических характеристик ошибок измерения угла места от разноса частот при различных волнениях моря и фазовых соотношениях между прямым и зеркальным сигналами, принимаемыми от цели. Показано, что увеличение количества рабочих частот моноимпульсной РЛС, работающей в режиме внеосевых измерений, от одной до трех, позволяет существенно уменьшить ошибки измерения угла места маловысотных целей.
УЧЕТ МЕЛКОКАПЕЛЬНОЙ ФРАКЦИИ В ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЖДЕВЫХ КАПЕЛЬ ПО РАЗМЕРАМ ДЛЯ ТЕРАГЕРЦЕВОГО ДИАПАЗОНА ВОЛН
Ю. И. Малышенко, А. Н. Роенко
323-330
Проанализированы функции распределения дождевых капель по размерам, наиболее часто используемым при прогнозировании качества работы микроволновых радиолокационных и связных систем в дождевых условиях. Показано, что большинство функций распределения недостаточно точно отражают реальное количество мелких дождевых капель. Предложена новая функция распределения для использования в коротковолновой части миллиметрового и в терагерцевом диапазонах волн, учитывающая наличие мелких дождевых капель.
ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ РАДИОВОЛН СВЧ-ДИАПАЗОНА НЕОДНОРОДНОСТЯМИ ПРИВОДНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ
В. А. Миронов, С. И. Хоменко, Г. И. Хлопов
331-336
Рассматриваются радиолокационные отражения от «ангел-эхо» (АЭ), особенности их радиолокационных изображений на индикаторах радиолокационных станций (РЛС), сезонный и суточный ход их появления, а также характеристики вероятности обнаружения. Отмечается, что обнаружение АЭ улучшается с увеличением температуры и влажности воздуха, а скорость перемещения АЭ не всегда совпадает со скоростью и направлением ветра. Ширина спектра АЭ и доплеровское смещение его максимума превышают аналогичные характеристики сигналов, отраженных от взволнованной поверхности моря.
ПЕРЕХОДНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ МОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПОТОКА, ПЕРЕСЕКАЮЩЕГО ПРОВОЛОЧНЫЙ ЭКРАН
Ю. О. Аверков, В. М. Яковенко
337-343
Теоретически исследовано переходное излучение модулированного электронного потока при его прохождении через проволочный экран. Электронный поток движется вдоль нормали к экрану и представляет собой бесконечную периодическую последовательность отдельных сгустков. Каждый сгусток имеет вид отрезка заряженной нити, ориентированного перпендикулярно его скорости. Проволочный экран расположен в вакууме и представляет собой бесконечный периодический набор параллельных металлических проволок. Рассмотрены две различные взаимные ориентации сгустков и проволок – перпендикулярная и параллельная. Получено выражение для спектральной плотности потока энергии излучения, построена диаграмма направленности излучения и проведена численная оценка мощности излучения. Показано, что переходное излучение представляет собой набор гармоник на частотах, кратных обратному периоду пространственной модуляции потока, а диаграмма направленности излучения имеет максимум в направлении проволок для нерелятивистских когерентных сгустков.
ОCОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНОГО ЗВУКА В БОРАТЕ ЖЕЛЕЗА. АЗИМУТАЛЬНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ
В. И. Хижный, В. В. Тараканов, А. П. Королюк, Т. М. Хижная, М. Б. Стругацкий
344-349
На частоте 180 МГц экспериментально изучена эволюция магнитополевых зависимостей амплитуды и фазы коэффициента прохождения акустической волны в пластинке бората железа, при изменении направления внешнего магнитного поля в базисной плоскости кристалла.
МИКРОВОЛНОВОЕ ОТРАЖЕНИЕ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ ОТ ПРОВОДЯЩИХ ОБРАЗЦОВ, РАЗМЕЩЕННЫХ НА НАКЛОННОМ ФЛАНЦЕ С МИКРОКАНАЛОМ
С. И. Тарабан, А. И. Губин, А. А. Лавринович, Н. Т. Черпак
350-357
Исследовано влияние микроканала в наклонном фланце прямоугольного волновода на коэффициент отражения от расположенных на нем образцов с различной проводимостью. Путем численного моделирования и экспериментальных исследований в 6-мм диапазоне длин волн показано снижение влияния микроканала на измеряемый коэффициент отражения при использовании прямоугольной канавки в наклонном фланце.
ГЕНЕРАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОКСАЗИНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ В ТВЕРДЫХ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ МАТРИЦАХ
С. В. Николаев, В. В. Пожар, М. И. Дзюбенко
358-365
Исследованы энергетические и спектральные характеристики излучения цилиндрических полиуретановых матриц, активированных красителями Оксазин 17 и Оксазин 1. Изучено влияние на энергию и спектр излучения наведенных термооптических искажений, возникающих в условиях применения поперечной схемы возбуждения. Наивысшие значения энергии и КПД, полученные на 2-см матрицах, составили соответственно: для Оксазина 17 – 52 мДж и 18 %, а для Оксазина 1 – 120 мДж и 23 %. Сделан вывод о том, что полиуретановые среды, активированные этими красителями, являются перспективным материалом для создания твердотельных лазерных активных элементов, способных работать в условиях мощной микросекундной накачки.
ОБ АНАЛИТИЧЕСКОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, КОТОРОЕ СОЗДАЕТСЯ ЗАРЯДАМИ, НАВОДИМЫМИ НА СТЕНКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ КАМЕРЫ ДРЕЙФА НЕРЕЛЯТИВИСТСКИМ ДВИЖУЩИМСЯ ЗАРЯДОМ
К. Ильенко, Т. Ю. Яценко
366-370
Получено аналитическое представление для электрического поля, которое создается распределением плотности заряда, наведенным нерелятивистским движущимся зарядом, на стенке заземленной идеально проводящей цилиндрической камеры дрейфа. Интегрирование по угловой переменной в исходном представлении сводится к двум известным квадратурам (полным эллиптическим интегралам первого и второго рода) и вычислению двух конечных сумм с коэффициентами, являющимися функциями от одной универсальной переменной. Доказывается рекуррентное соотношение, позволяющее выполнить интегрирование по угловой переменной. Вычисление конечных сумм, проводимое предварительно на известной сетке разбиения пространства дрейфа, позволяет резко сократить время, затрачиваемое на полностью трехмерный расчет транспортировки заряженного пучка в методе крупных частиц. В качестве примера найдено аналитическое представление для электрического поля на оси системы, создаваемого таким распределением плотности заряда, содержащее только быстро сходящиеся ряды.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГЕНЕРАЦИИ СЕРИИ ИМПУЛЬСОВ ДИОДАМИ ГАННА В ЛИНИЯХ ЗАДЕРЖКИ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ
Л. В. Юрченко, В. Б. Юрченко
371-377
Проведено моделирование во временной области активных систем с диодами Ганна, соединенных параллельно отрезками микрополосковой линии. Обнаружена сложная динамика электромагнитного поля, излученного в открытую секцию микрополосковой линии. В системе с отдаленным резонатором, когда активные блоки отделены от компактных резонансных устройств протяженными секциями микрополосковой линии, показана возможность генерации серии высокочастотных импульсов. Показано, что в системах, имеющих несколько параллельных ветвей активных блоков различной длины, возможна генерация сложных квазихаотических сигналов.
К ВОПРОСУ О ВЫБОРЕ ТИПА ВТОРИЧНО-ЭМИССИОННОГО КАТОДА ДЛЯ МАГНЕТРОНА МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА
В. Д. Науменко, А. Н. Суворов, В. А. Марков, А. Е. Моисеенко, Р. В. Науменко
378-382
Изложены результаты изучения длительной работы магнетронов на частоту 95 ГГц с вторично-эмиссионными катодами различных типов. Показано, что несмотря на большое влияние режима работы магнетрона на вторично-эмиссионные свойства катода, длительная (тысячи часов) работоспособность магнетрона может быть обеспечена не только с платиновыми, но и с другими типами катодов.
КУБИЧЕСКИ-НЕЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ СУПЕРГЕТЕРОДИННЫХ ПЛАЗМА-ПУЧКОВЫХ ЛАЗЕРОВ НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ С Н-УБИТРОННОЙ НАКАЧКОЙ
В. В. Кулиш, А. В. Лысенко, В. В. Коваль
383-388
Построена мультигармоническая кубически-нелинейная теория супергетеродинного плазма-пучкового лазера на свободных электронах с Н-убитронной накачкой. Учтено мультигармоническое взаимодействие волн, которое, как выяснено в работе, играет существенную роль. Проведен анализ уровней насыщения. Показана перспективность использования данных систем для генерации мощного электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне длин волн.
АППАРАТНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НИЗКО- И ВЫСОКОДОБРОТНЫХ РЕЗОНАТОРОВ В ДИАПАЗОНЕ 26…37,5 ГГЦ
В. Н. Скресанов, В. В. Гламаздин, А. И. Шубный, З. Е. Ерёменко
389-400
Представлены результаты разработки аппаратно-вычислительного комплекса, предназначенного для измерения характеристик резонаторов с добротностями от десятков единиц до сотни тысяч в диапазоне частот от 26 до 37,5 ГГц. Измерения основаны на регистрации и обработке амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) резонаторов. Предложен способ вычисления нагруженной добротности, резонансной частоты, относительной амплитуды колебаний и уровня постоянной составляющей сигнала, а также сдвига фаз между ними по коэффициентам аппроксимации АЧХ резонатора дробно-рациональной функцией. Показано, каким образом по коэффициентам аппроксимации АЧХ коэффициента отражения от резонатора могут быть дополнительно рассчитаны собственная добротность и доля мощности источника сигнала, теряемая в элементе связи. Представлены результаты испытаний, иллюстрирующие возможности комплекса при исследованиях низко- и высокодобротных резонаторов.
АЛГОРИТМЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ФАЗОВЫХ ДИАГРАММ РАССЕЯНИЯ В МНОГОКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ КВАЗИОПТИЧЕСКОГО МИКРОКОМПАКТНОГО ПОЛИГОНА
С. В. Мизрахи
401-404
Представлены результаты разработки алгоритмов измерения и обработки фазовых диаграмм рассеяния в многоканальной системе автоматизации для квазиоптического поляриметрического микрокомпактного полигона, реализующего метод квазиоптического волноводного моделирования. Приведены программно реализованные алгоритмы и результаты испытаний, иллюстрирующие возможности комплекса.