2012, т. 3(17), № 1
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЯРИЗАТОРОВ НА ОТРЕЗКАХ КВАДРАТНОГО ВОЛНОВОДА С ДИАГОНАЛЬНО РАСПОЛОЖЕННЫМИ КВАДРАТНЫМИ ВЫСТУПАМИ
Л. А. Рудь, К. С. Шпаченко
С использованием методов частичных областей и обобщенных матриц рассеяния построена полноволновая модель волноводного поляризатора, преобразующего основную волну входного прямоугольного волновода в волну эллиптической поляризации выходного квадратного волновода. Фазосдвигающая секция реализована на одном или двух отрезках квадратного волновода с двумя диагонально расположенными квадратными выступами. Проведена оптимизация узко- и широкополосных поляризаторов. Установлено, что поляризаторы с однозвенной фазосдвигающей секцией могут обеспечивать ширину рабочей полосы от 12 до 17 % по уровню коэффициента эллиптичности r < 3 дБ и КСВН < 1,2, а с двухзвенной – более 20 % при r < 1 дБ и КСВН < 1,15.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ДАЛЬНЕЙ И БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ ПРИ ДИФРАКЦИИ ВОЛН НА СТРУКТУРАХ ИЗ ЛЕНТ
С. Н. Воробьев
Численно изучены ближнее и дальнее рассеянное поле и его амплитуда Фурье для трех структур из металлических лент: одной, двух и конечного числа плоских лент. Выяснено соответствие между амплитудой и фазой рассеянного поля, а также его фурье-амплитудой при дифракции плоской H-поляризованной волны. Рассмотрены физические особенности рассеянного поля.
О ПРОТИВОРЕЧИИ ДАННЫХ ПОДПОВЕРХНОСТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИМ МОДЕЛЯМ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОД ГРУНТА
В. Г. Сугак, И. С. Бондаренко, А. В. Сугак
Изложены результаты сравнения теоретических моделей диэлектрических свойств пород грунта с данными, непосредственно получаемыми из результатов радиолокационного подповерхностного зондирования. Показано, что частотная дисперсия погонного затухания радиоволн в распространенных породах грунта существенно меньше, а фазовой скорости распространения – существенно больше предсказанной в теоретических моделях. Приведены соображения о физическом механизме этих отличий, который, как предполагается, связан с влиянием давления окружающего грунта на его частицы и поровое пространство.
РАДИОЛОКАЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ МЕЛКОМАСШТАБНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ
Е. Н. Белов, О. А. Войтович, Г. А. Руднев, Т. А. Ткачева, Г. И. Хлопов, С. И. Хоменко
Анализируются результаты исследований радиолокационной отражаемости оптически ненаблюдаемых объектов полученные с помощью некогерентного зондирования в диапазонах 8 мм и 3 см. Приведены высотные профили структурной постоянной, ее сезонные изменения, а также экспериментально подтверждено наличие турбулентных неоднородностей в пространственном спектре с характерным масштабом порядка 4 мм.
ЧАСТОТНЫЙ ХОД КОЭФФИЦИЕНТА ОСЛАБЛЕНИЯ РАДИОВОЛН МИЛЛИМЕТРОВОГО И СУБМИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНОВ В ДОЖДЯХ ПРИ УЧЕТЕ МЕЛКОКАПЕЛЬНОЙ ФРАКЦИИ В ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЖДЕВЫХ КАПЕЛЬ ПО РАЗМЕРАМ
Ю. И. Малышенко, А. Н. Роенко
Показано, что большинство функций распределения дождевых капель по размерам, используемых при прогнозировании качества работы микроволновых радиолокационных и связных систем в дождевых условиях недостаточно точно отражают реальное количество мелких капель. Для коротковолновой части миллиметрового и терагерцевого диапазонов волн предложена новая функция распределения, учитывающая наличие мелких дождевых капель. С учетом полученного распределения рассчитаны коэффициенты ослабления излучения в дождях разной интенсивности.
АКТИВНО-ПАССИВНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДНОСТИ ГИДРОМЕТЕООБРАЗОВАНИЙ ПО РАДИОСИГНАЛАМ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ И ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
И. М. Мыценко, Д. Д. Халамейда
Описан комплексированный метод (активно-пассивный) для определения средней водности в гидрометеообразованиях, где ослабление сигнала измеряется по радиосигналам геостационарных искусственных спутников Земли, а его размеры и местоположение – с помощью радиолокационных станций. Проведено теоретическое обоснование метода и результаты его экспериментальной проверки. Этот метод представляет интерес особенно при определении водности в мощных ливневых образованиях, которые дают большое ослабление сигналов и опасны для человека.
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ДЕЙСТВУЮЩУЮ ВЫСОТУ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЕРХНИЗКОЧАСТОТНОЙ АНТЕННЫ
Е. И. Яцевич, А. П. Николаенко
Проводится оценка возмущения сверхнизкочастотного (СНЧ) поля деревьями и кустарниками. С помощью моделирования получены функции зависимости размеров зоны влияния растения на принимаемый сигнал от размеров растения. Полученные результаты будут полезны при выборе расположения приемной СНЧ-антенны.
ДВУХЧАСТОТНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ЖИДКИХ ОСАДКОВ С ПОМОЩЬЮ МЕТЕОРАДАРА МРЛ-1
Е. Н. Белов, О. А. Войтович, А. М. Линкова, Г. А. Руднев, Г. И. Хлопов, С. И. Хоменко
Рассматриваются результаты экспериментального исследования двухчастотного метода зондирования жидких осадков с использованием сигналов метеорадара МРЛ-1 для измерения их микроструктурных характеристик. Приведенный алгоритм обеспечивает однозначное восстановление микроструктурных характеристик с учетом затухания сигналов в дожде. Полученные результаты сравниваются с показаниями быстродействующего наземного дождемера. Представлены основные расчетные соотношения, параметры экспериментального оборудования, а также методика и результаты предварительных натурных экспериментов.
КОСЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ДЖОЗЕФСОНОВСКИЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ВОЛНЫ В СЛОИСТЫХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ
Ю. О. Аверков
Впервые теоретически исследованы косые поверхностные джозефсоновские плазменные волны (ПДПВ), распространяющиеся вдоль границы раздела сред диэлектрик – слоистый сверхпроводник. Рассмотрен случай, когда слои сверхпроводника перпендикулярны границе раздела сред. Косые ПДПВ представляют собой поверхностные электромагнитные волны, распространяющиеся под произвольным углом к слоям сверхпроводника. Поле косых ПДПВ является суперпозицией обыкновенной и необыкновенной поверхностных электромагнитных волн. Получено дисперсионное уравнение косых ПДПВ, являющееся наиболее общим дисперсионным уравнением ПДПВ для рассматриваемой ориентации слоев сверхпроводника относительно границы. Решена задача возбуждения косых ПДПВ методом нарушенного полного внутреннего отражения. Установлено, что при возбуждении косых ПДПВ в призме возникает дополнительная отраженная волна с поляризацией, ортогональной поляризации падающей волны. Показано, что при некоторых оптимальных параметрах структуры коэффициент отражения возбуждающей волны в призме может обратиться в нуль.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПЛАЗМЫ С ПОМОЩЬЮ НОВОГО ПОДХОДА К ИЗМЕРЕНИЮ ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА ЗОНДИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ
В. В. Филиппов, В. Л. Бережный, Д. Л. Греков
Рассмотрена методика проведения измерений средней плотности электронов плазмы на стеллараторах «Ураган-2М» и «Ураган-3М». Представлены первые результаты измерений плотности электронов плазмы в автоматизированном режиме. Приведено теоретическое обоснование нового метода измерения изменения фазового сдвига зондирующих сигналов.
РЕШАЮЩАЯ СТАТИСТИКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБНАРУЖИТЕЛЯ, ОСНОВАННОГО НА ДВУХПАРАМЕТРИЧЕСКОМ РАЗЛОЖЕНИИ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
А. А. Могила
Рассмотрены вопросы оптимального обнаружения скрытных стохастических сигналов с известной спектрально-временной структурой на фоне нормального шума с равномерным спектром в полосе пропускания приемника. Получены отношение правдоподобия и решающая статистика при использовании двухпараметрического разложения, построена структурная схема обнаружителя. Найдены приближенные выражения для условной плотности вероятности амплитуды, если на входе действует только гауссовская помеха и если действует и сигнал, и помеха.
ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ДИОД С ТОКОМ, ОГРАНИЧЕННЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ЗАРЯДОМ
Г. А. Алексеев, Л. В. Стулова
Проведен теоретический анализ влияния асимметрии расположения эмиттера в цилиндрическом диоде на угловую зависимость анодного тока.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОЧАСТОТНЫХ АВТОГЕНЕРАТОРОВ МИЛЛИМЕТРОВЫХ И СУБМИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН НА ОСНОВЕ pn–i–pn-СТРУКТУР
К. А. Лукин, П. П. Максимов
Исследованы энергетические характеристики многочастотных автогенераторов миллиметровых и субмиллиметровых волн на основе Si и GaAs pn–i–pn-структур с резкими pn–переходами и постоянным обратным смещением. В качестве математической модели автогенераторов используются уравнения диффузионно-дрейфовой модели полупроводников. Приведен алгоритм решения разностных уравнений математической модели. Исследована вольтамперная характеристика pn–i–pn-структур. Изучена динамика распределения электрического поля, электрического потенциала и суммарного заряда подвижных носителей и примесных атомов в pn–i–pn-структуре. Рассчитан фурье-спектр плотности полезной мощности и электронного КПД многочастотных автогенераторов.