Радиофизика и электроника миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов
1991
ДИФРАКЦИЯ ВОЛН НА КОНЕЧНОМ ЧИСЛЕ ЭКРАНОВ ПРОИЗВОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
Луценко А. А., Тучкин Ю. А.
5-12
Предложен математически строгий метод решения двумерных задач дифракции на конечном числе замкнутых цилиндрических экранов произвольного профиля с граничным условием Дирихле. Показано, что при ограничениях, наложенных на гладкость поперечного профиля рассеивателя, в бесконечной СЛАУ второго рода, к которой сводится задача дифракции, матричный оператор всегда будет компактным. Обсуждаются численная реализация алгоритма в случае нерегулярного набора рассеивателей и в случае конечной линейно-периодической решетки. Приведены результаты тестирования и оригинальные численные результаты решения задач дифракции на структурах, состоящих из эллиптических цилиндров. Предложенный алгоритм реализован в виде пакета программ на языке ПЛ/I и может быть использован в широком диапазоне изменения параметров задачи.
ДИФРАКЦИЯ ПЛОСКОЙ Н-ПОЛЯРИЗОВАННОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА НЕСИММЕТРИЧНОЙ ЩЕЛЕВОЙ ЛИНИИ С БОЛЬШИМ «ПЕРЕХЛЕСТОМ» ПРОВОДНИКОВ
Барков А. Д.
12-22
Методом Винера-Хопфа-Фока исследованы основные энергетические характеристики поля рассеяния плоской Н-поляризованной электромагнитной волны на двух параллельных полуплоскостях с волноводной областью взаимодействия конечной длины с диэлектрическим заполнением. Детально исследован резонансный режим данной структуры в длинноволновом случае.
ДИФРАКЦИЯ ПЛОСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ СЛОЕ, ЛЕЖАЩЕМ НА ИДЕАЛЬНО ПРОВОДЯЩЕЙ ПОЛУПЛОСКОСТИ
Барков А. Д.
23-31
Методом Винера-Хопфа-Фока исследованы основные энергетические характеристики поля рассеяния плоской Н-поляризованной электромагнитной волны на диэлектрическом слое неограниченном в обе стороны, лежащем на идеально проводящей полуплоскости. Детально исследован случай длинных (по сравнению с толщиной слоя) волн.
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАССЕЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН ДВУМЕРНОПЕРИОДИЧЕСКИМИ СТРУКТУРАМИ
Евдокимов А. П., Сергиенко И. А.
31-36
Приводятся расчетные и экспериментальные результаты исследований резонансных явлений при рассеянии поверхностных волн двумернопериодическими решетками из круглых отверстий. Изучены особенности амплитудных и поляризационных характеристик, связанные с изотропным характером элементарных излучателей. Показана возможность создания сканирующего излучателя, не дающего существенных амплитудных и поляризационных искажении сигнала.
РАСЧЕТ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ ВАРИАЦИОННО-РАЗНОСТНЫМ МЕТОДОМ
Боголюбов А. Н., Едакина Т. В.
36-40
Предложен вариационно-разностный алгоритм расчета диэлектрических волноводов сложного поперечного сечения и сложной формы профиля диэлектрической проницаемости. Достоинством алгоритма является отсутствие фиктивных нефизических решений и значительная экономия ресурсов ЭВМ. Приводятся результаты расчета полей и постоянной распространения основной моды квадратного, П-образного, крестообразного и Г-образного диэлектрических волноводов.
ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАДИЕНТНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТИВНЫХ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ
Боголюбов А. Н., Лопушенко В. В.
40-43
Предложен экономичный конечно-разностный алгоритм расчета градиентных диэлектрических волноводов с использованием эффективных граничных условий. Алгоритм дает возможность рассчитывать основные характеристики (дисперсионные характеристики, частоты отсечки, поля и т.п.) градиентных диэлектрических волноводов с произвольной формой профиля показателя преломления. Алгоритм может быть реализован, в частности, на персональных ЭВМ. Приведены примеры расчета градиентных диэлектрических волноводов с альфа-профилем и косинусоидальным профилем показателя преломления.
ОСОБЕННОСТИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ДИФРАКЦИИ ВОЛН НА МНОГОУГОЛЬНОМ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ЦИЛИНДРЕ
Кириленко А. А., Коцур А. М., Чумаченко В. Н.
43-50
Рассмотрены особенности использования метода произведения областей при решении задачи дифракции волн на многоугольном диэлектрическом цилиндре. Предложен прием, позволяющий находить характеристики рассеяния без снижения точности в окрестностях резонансных точек области, ограниченной контуром цилиндра. Рассчитаны дифракционные характеристики квадратного диэлектрического цилиндра в широком диапазоне частот.
РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАМЕДЛЕНИЯ ВОЛН В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВОЛНОВОДЕ ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
Белова О. В., Филатов О. Н.
50-55
Рассмотрен волновод трапецеидального сечения, выполненный из полуизолирующего арсенида галлия. В результате численных расчетов на ЭВМ показано, что отличие коэффициентов замедления трапецеидального и прямоугольного волноводов составляет 10 % и это необходимо учитывать при разработке монолитных интегральных схем на волноводах, полученных методом глубокого травления.
РАСЧЕТ КРИТИЧЕСКИХ ЧАСТОТ ВОЛНОВОДОВ СЛОЖНЫХ СЕЧЕНИЙ
Онуфриенко В. М., Чумаченко В. П.
55-60
Рассмотрена обобщенная модель регулярного волновода с полигональным поперечным сечением. Решена краевая задача и построен численный алгоритм расчета критических частот, естественным образом вытекающий из способа задания геометрической информации в виде покрытий выпуклыми компактами прямолинейных звеньев контура волновода. Решен ряд тестовых задач определения критических частот для волноводов с простой формой поперечного сечения, а также для сложных ребристых волноводов.
РАСЧЕТ ПЛОСКО-ПОПЕРЕЧНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ТРАКТАХ СЛОЖНОГО СЕЧЕНИЯ С КУСОЧНО-ЛИНЕЙНОЙ ОБРАЗУЮЩЕЙ
Орлов М. В.
60-67
Рассматривается модель плоской неоднородности в тракте СВЧ, образованной переходом с прямоугольного волновода на ВСС с кусочно-линейной образующей формы границы поперечного сечения, укладывающейся в сетку прямоугольной системы координат. Модель строится на основе сочетания метода поперечного резонанса и аппарата обобщенных матриц рассеяния. Приведены данные по сходимости численных расчетов перехода с квадратного на П-образный волновод и частотные характеристики П-образной диафрагмы в квадратном волноводе при различном положении ее апертуры.
СРАВНЕНИЕ ТОЧНОГО И ПРИБЛИЖЕННОГО РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ОБ ИЗЛУЧЕНИИ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ СФЕРИЧЕСКОГО РЕФЛЕКТОРА
Виноградов С. С., Мартынюк С. П., Хлопов Г. И.
68-74
Приведены результаты строгого решения задачи о возбуждении идеально жесткого сферического рефлектора (СР) точечным источником, расположенным произвольным образом на оси антенны, которые сопоставлены с данными расчета амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве СР в приближении геометрической оптики. Показано, что влияние кромки СР приводит к осцилляциям амплитуды и фазы поля вокруг значений, определяемых из геометрооптического приближения, а полученные результаты позволяют сделать важные практические выводы о правомерности использования эвристических методов при расчете только основного и первого бокового лепестков диаграммы направленности зеркальной антенны на основе СР.
НОВЫЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ ДВУМЕРНЫХ СИСТЕМ АПЕРТУРНОГО СИНТЕЗА
Копилович Л. Е.
75-84
Рассмотрена задача построения систем апертурного синтеза (АС), покрывающих заданные прямоугольные области пространственных частот, с возможно меньшим числом приемных элементов. Предложены двумерные системы АС, получающиеся перемножением линейных систем АС с минимальной избыточностью. На основе разностных множеств предложены системы АС для больших областей. Полученные оценки минимально возможной избыточности систем АС показывают, что введенные конструкции можно рассматривать как важный шаг на пути построения оптимальных систем АС.
АНТЕННА МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН СО СКАНИРОВАНИЕМ ЛУЧА
Вертий А. А., Деркач В. Н., Чумаченко С. Г.
84-91
Предлагается новый вариант антенны миллиметрового
диапазона длин волн со сканированием диаграммы направленности. В основу положен
принцип преобразования на дифракционной решетке поверхностной волны, распространяющейся
в диэлектрике, в объемную. Главное сканирование луча антенны осуществляется
посредствам изменения постоянной распространения волн в диэлектрическом волноводе,
при неизменном периоде решетки. Возбуждение осуществляется в торец волновода.
Режим сканирования луча соответствует вращению решетки с волноводом вокруг оси.
Проведены теоретический анализ и оптимизация параметров такой антенны.
Экспериментально исследованы ее основные характеристики. Ширина диаграммы направленности
(при апертуре антенны 
40 
) составляет 2°, диапазон
сканирования -30°, потери на преобразование менее 1 дБ.
НАБЛЮДЕНИЕ БИСТАБИЛЬНОСТИ И КРИЗИСОВ ХАОТИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ В НЕАВТОНОМНОМ ФАЗЕРНОМ ГЕНЕРАТОРЕ С РЕЗОНАТОРНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ НАКАЧКОЙ
Ганапольский Е. М., Маковецкий Д. Н.
91-101
Изложены результаты экспериментов по нелинейной динамике квантового парамагнитного генератора гиперзвука (фазера) с периодически-модулированной накачкой и инжектированным акустическим сигналом. Обнаружены и исследованы кризисы странных аттракторов фазера, проявляющиеся в скачкообразных (без промежуточных бифуркаций) изменениях их структуры. Зарегистрированы бистабильные периодические и хаотические состояния диссипативной фазерной системы, обусловленные сосуществованием предельных циклов и странных аттракторов при одних и тех же наборах управляющих параметров.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕШЕТОК ИЗ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ
Мериакри В. В., Никитин И. П., Чигряй Е. Е.
102-104
Приведены результаты экспериментальных исследований коэффициента пропускания Е-поляризованной волны решеткой из кварцевых цилиндров при широком варьировании периода и коэффициента заполнения. Дано объяснение имеющих место резонансам.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД – ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА В СЛУЧАЕ КЛИНОВИДНОЙ СВЯЗИ
Крыжановский В. В., Провалов С. А., Сидоренко Ю. Б.
104-113
Исследован режим клиновидной связи в электродинамической системе, состоящей из диэлектрического волновода и дифракционной решетки. Предложена методика расчета ближних полей и диаграмм направленности такого излучателя. Показаны пути достижения высоких КПД и практически симметричного распределения поля на излучающем раскрыве, обеспечивающего неискаженную форму диаграмм поля в дальней зоне. Приведены исходные данные для расчета системы, состоящей из диэлектрического волновода эллиптического поперечного сечения и гребенки. Расчетные характеристики системы хорошо согласуются с результатами экспериментальных исследований.
К ОБОСНОВАНИЮ АЛГОРИТМА РАСЧЕТА СОБСТВЕННЫХ ВОЛН ЭКРАНИРОВАННОЙ МИКРОПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ
Яковлев А. Б.
114-120
В статье проводится доказательство
компактности матричных операторов задачи на собственные волны экранированной
микрополосковой линии (МПЛ) с полоской конечной толщины. Показано, что все элементы
матричного оператора компактны: 
, кроме того, все недиагональные операторы
- вполне непрерывны: 
. Проведен численный анализ сходимости алгоритма.
Изучается поведение критического волнового числа первой высшей четной моды
экранированной МПЛ при различных порядках редукции бесконечной СЛАУ.
ЯВЛЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВОЛН В ЭКРАНИРОВАННОЙ МИКРОПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ
Яковлев А. Б.
121-127
На основе обобщенного векторного варианта метода частичных пересекающихся областей изучается явление взаимодействия высших мод экранированной микрополосковой линии (МПЛ) с полоской конечной толщины. Получены координаты морсовских критических точек (МКТ) и значения коэффициентов квадратичной формы тейлоровского разложения определителя в окрестности МКТ. Построены зависимости поведения нормированных критических волновых чисел четных высших мод экранированной МПЛ от геометрических параметров линии.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЖДУТИПОВОЙ СВЯЗИ АЗИМУТАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ДИСКОВЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ
Харьковский С. Н.
127-132
Приводятся результаты экспериментального исследования эффектов взаимодействия азимутальных колебаний диэлектрических резонаторов в миллиметровом диапазоне волн. Показано, что резкие изменения резонансного отклика дисковых диэлектрических резонаторов (ДДР) вблизи точки совпадения резонансных частот двух его колебаний определяются наличием распределенной неоднородности, в частности, распределенного участка связи ДДР с диэлектрическим волноводом, и возникновением междутиповых колебаний. Исследована динамика резонансной перестройки колебаний в зависимости от величины неоднородности. Показано, что область междутиповых колебаний является переходной (критической) между резонансными колебаниями однородного ДДР и неоднородной системы ДДР - диэлектрический волновод. Обнаружен эффект устранения междутиповой связи за счет взаимной компенсации двух распределенных неоднородностей.
ИССЛЕДОВАНИЕ СФЕРИЧЕСКОЙ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА С ВЫНЕСЕННЫМ ОБЛУЧАТЕЛЕМ
Мартынюк С. П.
132-138
Рассмотрены характеристики излучения зеркальной антенны на основе сферического рефлектора с вынесенным облучением (СРВ).
Показано, что особенности фазового распределения в раскрыве СРВ накладывают более жесткие ограничения на предельные размеры раскрыва по сравнению с осесимметричным облучением даже с учетом компенсации влияния сферической аберрации за счет выбора оптимального положения облучателя.
Удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных данных, полученных в восьмимиллиметровом диапазоне радиоволн, позволяет сделать вывод о применимости апертурной теории в более общем случае, когда и амплитудное и фазовое распределения неоднородны.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИ МАЛЫЕ ОТКРЫТЫЕ РЕЗОНАТОРЫ
Кузьмичев И. К.
138-144
На основании представления поля квазиоптического пучка в виде углового спектра плоских волн получено выражение, определяющее предел уменьшения размеров зеркал открытого резонатора, в котором существует низший тип колебаний с малыми потерями энергии. С целью проверки полученного соотношения выполнены экспериментальные исследования полусимметричного открытого резонатора, возбуждаемого щелевым и апертурным элементами связи. Показано, что при апертурном способе возбуждения резонатора, предельно достижимые размеры зеркал меньше, чем в случае щелевого способа возбуждения.
ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЧ-ВОЛНЫ С КРЕМНИЕВЫМИ И GaAg ПОВЕРХНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫМИ р-i-n СТРУКТУРАМИ
Гримальский В. В., Кишенко Я. И., Кошевая С. В., Смойловский М. И.
144-148
Проведено сравнение свойств кремниевых и арсенид-галлиевых поверхностно-ориентированных структур (ПОС) по скорости накопления объемного заряда и коэффициентов прохождения и отражения электромагнитных волн. Показано, что использование арсенид-галлиевой технологии может увеличить быстродействие в 2 ÷ 3 раза и значительно уменьшить управляющие токи. Результаты численных расчетов кремниевых структур согласуются с экспериментальными исследованиями.
ВЛИЯНИЕ УЗКОПОЛОСНОГО КВЧ-ШУМА НА СКОРОСТЬ РОСТА МАКРОКОЛОНИЙ ESCHERICHIA COLI
Лабунская И. Ф., Лобарев В. Е., Рожавин М. А., Сологуб В. В.
149-156
Проведено исследование воздействия узкополосного КВЧ-шума в диапазоне 53,5...65,5 ГГц на скорость роста макроколоний Escherichia coli на полужидкой питательной среде. Обнаружено достоверное влияние шумового КВЧ-излучения с СПМШ 5·10-18 Вт/Гц на рост бактериальных популяций. Приведены частотные зависимости проявления эффекта.
О ФОРМИРОВАНИИ В СКРЕЩЕННЫХ ПОЛЯХ ТОНКИХ ЛЕНТОЧНЫХ ПУЧКОВ ДЛЯ ПРИБОРОВ О-ТИПА МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА
Тищенко А. С., Удянская Л. В.
156-164
Аналитически получено соотношение, устанавливающее связь между параметрами на катоде и в пространстве дрейфа для ленточного электронного пучка, формируемого пушкой с неэкранированным катодом, эмиттирующая поверхность которого образует угол с направлением магнитного поля. Приведены результаты машинного эксперимента, указывающие на возможность формирования рассмотренной пушкой ленточных пучков с параметрами, приемлемыми для приборов О-типа миллиметрового диапазона.