2011, т. 2(16), № 4

РЕЗОНАНСНОЕ РАССЕЯНИЕ ПЛОСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА СТРУКТУРЕ ФЕРРИТ-ЛЕНТОЧНАЯ РЕШЕТКА-МЕТАМАТЕРИАЛ

А. В. Бровенко, П. Н. Мележик, А. Е. Поединчук

3-12

Краевая задача дифракции плоской электромагнитной волны на слое феррит-ленточная решетка-слой метаматериала сведена к задаче Римана-Гильберта с коэффициентом сопряжения, зависящим от частоты падающей волны, материальных параметров феррита и метаматериала. Предложен метод аналитической регуляризации, с помощью которого эта задача редуцирована к бесконечной системе линейных алгебраических уравнений второго рода с ядерным матричным оператором. Проведен численный анализ частотной зависимости коэффициента отражения для исследуемой периодической структуры. Установлены диапазоны  частот, где коэффициент отражения имеет ярко выраженный резонансный характер. Такое поведение коэффициента отражения обусловлено возбуждением колебаний, локализованных у границ раздела сред.

РАCСЕИВАНИЕ Н-ПОЛЯРИЗОВАННОЙ ВОЛНЫ ДОФРАКТАЛЬНЫМИ ДИФРАКЦИОННЫМИ РЕШЕТКАМИ

Г. И. Кошевой

13-19

Продолжение разработки основ электромагнитной теории дофрактальных дифракционных решеток (ДФДР). ДФДР состоит из лент, расположенных в плоскости соответственно сегментам, которые образуют некоторую стадию построения самоподобного фрактала с переменной размер-ностью Хаусдорфа. Постановка задачи рассеивания плоской Н-поляризованной электромагнитной волны ДФДГ есть классически строгой. Используя метод интегральных уравнений, двухмерная внешняя задача Неймана для уравнения Гельмгольца переводится к одномерной задаче решения системы интегрально-дифференциальных уравнений, а потом к системе интегральных уравнений. Предлагается метод решения задачи для асимптотической модели слабонаполненных ДФДР. Чтобы показать эффективность этой модели, детально исследуется случай дифракционной решетки из двух лент. Проводится численный расчет характеристик направленности и их сравнение с известными результатами.

РЕЗОНАНСНОЕ ПОВЫШЕНИЕ ДОБРОТНОСТИ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТИПА В ОТКРЫТОМ РЕЗОНАТОРЕ С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ШАРОВЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ

Ю. В. Свищёв

20-26

Построена строгая математическая модель аксиально-симметричных собственных колебаний электрического типа в открытом резонаторе со сферическими зеркалами, содержащем диэлектрическое шаровое включение. Обнаружен и исследован эффект падения (повышения) дифракционной добротности собственных колебаний при изменении геометрических и материальных параметров шарового включения. Установлена природа резонансного изменения добротности собственных колебаний.

Оптимизация длительности зондирующего Сверхширокополосного импульсного сигнала в задаче обнаружения подповерхностных объектов

Л. А. Варяница-Рощупкина, Г. П. Почанин

27-40

С помощью компьютерной реализации метода конечных разностей во временной области (FDTD) исследованы процессы дифракции цилиндрической импульсной электромагнитной волны на проводящих цилиндрических объектах, погруженных в диэлектрические среды различной проводимости. Проведены анализ и сравнение рассеянных электромагнитных полей, которые рассчитаны при различных значениях длительности импульса падающей волны и разных расстояниях между источником поля, точкой наблюдения и поверхностью раздела сред. Предложена методика определения длительности сверхширокополосного импульсного зондирующего сигнала, оптимальной для обнаружения подповерхностных объектов, где в качестве критерия оптимизации выбрана контрастность отраженного объектом сигнала по отношению к полному (суммарному) сигналу в точке наблюдения.

ОСОБЕННОСТИ СПЕКТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ОТРАЖЕНИЙ ОТ ОСАДКОВ В 8-ММ ДИАПАЗОНЕ

М. Г. Балан, В. А. Зуйков, В. Б. Разсказовский, Н. Г. Резниченко

41-45

Приводятся результаты экспериментального изучения доплеровских спектров радиолокационных отражений от дождя и снегопада в 8-мм диапазоне радиоволн при горизонтальном и наклонном зондировании когерентно-импульсными сигналами.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ

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

46-52

Рассмотрены вопросы распространения радиоволн см и мм диапазонов над морем в прибрежных районах. Волноводы, возникающие в прибрежных районах, в основном являются адвективными с изменяющимися по мере удаления от берега параметрами (высотой волновода и М-дефицитом), а их мощность значительно превосходит мощность волноводов испарения. Проведены расчеты структуры поля в зоне прямой видимости и полутени при различных метеорологических условиях методом численного решения параболического уравнения с пошаговым разбиением и использованием преобразования Фурье. Сопоставление расчетов с экспериментальными данными демонстрирует хорошее согласие. В результате исследований показано, что интерференционная структура поля в см диапазоне является устойчивой и ее искажения происходят только при очень сильной рефракции. В мм диапазоне радиоволн искажение интерференционной структуры возникает даже при слабой рефракции. При сильной рефракции и одновременном изменении радиометеорологических параметров вдоль трассы распространения происходит разрушение интерференционной структуры.

локациЯ Молний и оценкА высоты нижней ионосферы с использованием дисперсиОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК твик-атмосфериков

А. В. Швец, Ю. В. Горишняя

53-59

Предложен новый метод определения дистанции до молнии и эффективной высоты нижней границы ионосферы на основе явления частотной дисперсии сигналов твик-атмосфериков (твиков), распространяющихся в волноводе Земля-ионосфера в ночное время. Приведены примеры определения с помощью предложенного метода дальности до молнии (в диапазоне 500…2500 км) и эффективной высоты нижней ионосферы вдоль трассы распространения твика по экспериментальным записям. Получены оценки точности определения высот и дальностей при использовании описанного алгоритма.

Математическая модель радиолокационного образа корабля на морском волнении

В. Н. Горобец, В. Г. Гутник, С. М. Зотов, Ф. В. Кивва, А. А. Шапиро

60-65

Разработана математическая модель радиолокационного образа корабля на морском волнении. Показано, что доплеровский спектр отраженного от корабля сигнала несет в себе информацию об архитектуре корабля и динамике его движения. Предложенная модель позволяет выявить особенности пространственной структуры корабля, что дает возможность использовать ее для решения ряда радиолокационных задач, в том числе распознавания радиолокационного образа корабля.

ОСОБЕННОСТИ АВТОВОЛНОВЫХ ДВИЖЕНИЙ В ОГРАНИЧЕННЫХ ВОЗБУДИМЫХ СРЕДАХ С АКТИВНЫМИ ПАРАМАГНИТНЫМИ ЦЕНТРАМИ

Д. Н. Маковецкий

66-81

Работа посвящена компьютерному исследованию самоорганизованных автоволновых движений в ограниченных неравно-весных системах возбудимого типа, к которым принадлежат, в частности, фазеры с парамагнитными активными центрами (АЦ). Особенностью микроскопических взаимодействий между такими АЦ является наличие не только локальной активации, но и локального ингибирования возбуждений (ЛИВ), что существенно влияет на механизм самоорганизации автоволн. Основное внимание уделено изучению вращающихся спиральных автоволн (ВСА) с учетом каналов ЛИВ. Показано, что при наличии ЛИВ  ревербераторные ВСА (содержащие динамические ядра) доминируют, разрушая винеровские ВСА (содержащие статические ядра). Обнаружен эффект регенерации ревербераторных ВСА, проявляющийся в форме нелинейного «отражения» ВСА от поглощающей границы среды. Найдены условия, при которых регенерация ВСА сопровождается самоиндуцированным обращением знака топологического заряда ВСА. Впервые наблюдался скользящий режим движения ядра ВСА вдоль границы активной среды. Обсуждены возможные механизмы этих явлений, обусловленные ролью ЛИВ в процессах самоорганизации ВСА.

КВАЗИОПТИЧЕСКИЕ ШИРОКОПОЛОСНЫЕ УСТРОЙСТВА ПРОСТРАНСТВЕННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ПОЛОС ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

В. И. Безбородов, В. К. Киселев, Е. М. Кулешов, В. К. Лаптий, П. К. Нестеров, И. В. Щербатко, М. С. Яновский

82-86

Разработаны и исследованы широкополосные квазиоптические устройства пространственного объединения и разделения волн гигагерцевого и терагерцевого диапазонов на основе делительных элементов в виде диэлектрических пластин и ножевых решеток, установленных в диагональных плоскостях прямоугольных разветвлений металлодиэлектрических волноводов квадратного поперечного сечения. Проведена оптимизация таких устройств.

О ВОЗМОЖНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗШИХ ПОБОЧНЫХ ГИБРИДНЫХ МОД МНОГОМОДОВОГО ВОЛНОВОДА В ТЕРАГЕРЦЕВОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ

А. И. Горошко, В. К. Киселев, С. В. Мизрахи

87-91

Представлены диаграммы направленности по полю для излучения из открытого конца полого диэлектрического волновода для спектра его собственных мод. При возбуждении в волноводе рабочей моды HE₁₁ и на ряде волноводных неоднородностей возникают побочные гибридные моды. Показано, что их уровень можно определить по измерениям амплитуды поля, излученного из волновода, не прибегая к фазовым измерениям и перестройке частоты. Результаты анализа применимы к металлодиэлектрическому и гофрированному волноводам.

ПОГЛОЩЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ТОНКИМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ПРОВОЛОКАМИ ПРИ СИЛЬНОМ ИМПУЛЬСНОМ НАГРЕВЕ

А. О. Пак, Н. Г. Кокодий

92-95

Приведены результаты измерений поглощения излучения болометрами при нагреве их импульсным излучением, когда в течение импульса температура меняется от комнатной до значений в несколько сотен градусов. Определен ход температурной зависимости коэффициента дихроизма и фактора эффективности поглощения излучения Q_abs(T), а также абсолютные значения последнего при различных температурах.

ПЛАНАРНЫЕ СТРУКТУРЫ ВОЛНОВОДНОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

С. Л. Скрипка, В. В. Данилов, И. C. Павловский

96-102

Численно и экспериментально исследованы волновые процессы в открытом двусвязном планарном волноводе. Предложена экспериментальная методика измерения фазовой скорости высших мод в планарном волноводе. Согласно результатам эксперимента и математического моделирования, планарный волновод характеризуется малыми потерями, малой дисперсией в квази-ТЕМ-режиме и высокой степенью интеграции, поэтому он представляется перспективным для построения коротких трактов и интегральных схем в мм диапазоне. Показана возможность создания в мм диапазоне фильтров и модулятора на основе планарного волновода.