Научное приборостроение в миллиметровых и субмиллиметровых диапазонах радиоволн

1992

МАЛОГАБАРИТНАЯ ЛАЗЕРНАЯ СИСТЕМА В ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН 0,07-1 ММ

Епишин В. А., Свич В. А., Ткаченко В. М., Топков А. Н., Юндев Д. Н.

5-12

Лазерная система создана на основе волноводного СО₂-лазера и металлической волноводной субмиллиметровой ячейки с полуавтоматическим напуском из трех рабочих смесей. Малые габариты, близкая к линейной поляризация выходного сигнала и сравнительно высокая выходная мощность излучения достигнуты за счет разработки резонатора свернутой геометрии с неосевым выводом излучений. Приводятся описание конструкции лазерной системы и результаты исследования ее выходных характеристик.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА НЕКОГЕРЕНТНОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Кулик В. В., Лукин К. А., Ракитянский В. А.

13-18

Приводятся результаты экспериментального исследования возможности применения метода некогерентной рефлектометрии для определения расстояния до слоя плазмы с критической плотностью электронов с погрешностью менее 2 см и одновременно регистрации мелкомасштабных флуктуаций с амплитудой менее 1 мм. В качестве источника шумового сигнала применяется генератор стохастических колебаний (ГСК) миллиметрового диапазона. Показана также возможность применения автодинного режима работы ГСК.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ДИФРАКЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ СИНХРОНИЗАЦИИ КОЛЕБАНИЙ ВНЕШНИМ СИГНАЛОМ

Кузьмичев И. К., Ревин И. Д., Скрынник Б. К., Хлопов Г. И., Шестопалов В. П.

18-26

Экспериментально исследован генератор дифракционного излучения (ГДИ) четырехмиллиметрового диапазона с дополнительным выводом энергии в режиме синхронизации внешним сигналом. Измерены энергетические и частотные характеристики ГДИ, определены полоса и конус синхронизации.

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ P-I-N-СТРУКТУР С ДИСКРЕТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ СИГНАЛОМ СВЧ ВЫСОКОГО УРОВНЯ МОЩНОСТИ

Гримальский В. В., Кишенко Я. И., Кошевая С. В.

26-30

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование СВЧ аттенюаторов на основе объемных p-i-n-диодов и поверхностно-ориентированных интегральных p-i-n-структур на высоком уровне мощности. Показано, что интегральные структуры могут работать при значительно больших мощностях по сравнению с устройствами на объемных p-i-n-диодах со сравнимой шириной базы, а незначительное увеличение прямых потерь при высокой импульсной мощности (до 8 кВт) может быть стабилизировано при подаче обратного смещения. Теоретический анализ инжекции носителей в СВЧ поле в кремниевых интегральных структурах согласуется с экспериментальными результатами, однако в арсенид-галлиевых структурах при выигрыше в быстродействии возможен рост прямых потерь при меньших мощностях, чем в кремниевых.

ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР В СПЕКТРОСКОПИИ И В ЯДЕРНОМ МАГНИТНОМ РЕЗОНАНСЕ (ЯМР) НА МИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛНАХ

Вертий А. А., Гаврилов С. П.

30-40

Представлены результаты анализа и расчета характеристик линейных и нелинейных плоскослоистых электродинамических структур с парамагнетиками. Показано, что при разработке радиоспектрометров-релаксометров, СВЧ-система накачки поляризованных ядерных мишеней и других приборов с использованием явления магнитного резонанса необходимо учитывать слоистую структуру резонансных ячеек и парамагнитных образцов. Установлено, что нелинейная резонансная ячейка искажает форму импульсных сигналов. Показано, что использование слоистых парамагнитных образцов позволяет улучшить характеристики поляризованной ядерной мишени.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ СВОЙСТВ ПОЛЯРИЗОВАННОЙ ЯДЕРНОЙ МИШЕНИ В КВАЗИОПТИЧЕСКОМ РЕЗОНАТОРЕ

Вертий А. А., Гаврилов С. П., Тарапов С. И.

40-44

Приведены результаты экспериментального исследования нелинейных эффектов, наблюдаемых в условиях электронного парамагнитного резонанса, при использовании в качестве резонансной ячейки квазиоптического резонатора Фабри-Перо со слоем рубина. Эксперименты проведены на низкотемпературном радиофизическом комплексе (радиоспектрометре) «БУРАН» (ИРЭ АН Украины). Температура образца Т  4,2 К, частота облучения  = 75 ГГц. Для наблюдения нелинейных эффектов используется переход |1/2>|-1/2> между энергетическими уровнями рубина, находящегося в сильном статическом магнитном поле. Обнаружена нелинейная и неоднозначная зависимость (гистерезис) коэффициента передачи резонатора от амплитуды падающей волны.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДОВ МЕЖДУ КВАЗИОПТИЧЕСКИМИ ВОЛНОВОДАМИ

Киселев В. К., Кушта Т. П., Марюхин Г. А., Яновский М. С.

44-50

Рассмотрены вопросы сочленения квазиоптических лучеводов (волноводов) различного типа. Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования плавных переходов, сочленяющих лучеводы различного сечения в субмиллиметровом диапазоне волн.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ АНТЕНН И РЕФРАКЦИИ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДНОКАНАЛЬНОГО СУБМИЛЛИМЕТРОВОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА-ПОЛЯРИМЕТРА

Нестеров П. К.

50-55

На основе результатов экспериментальных исследований влияния металлических антенн и рефракции на эллиптичность и затухание СВЧ излучения обосновывается возможность и целесообразность отказа от металлических цилиндрических антенн для улучшения характеристик одноканального субмиллиметрового интерферометра-поляриметра, предназначенного для диагностики плазмы установки Т-15.

НАГРУЖЕННАЯ ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ НАНОСЕКУНДНОГО ДИАПАЗОНА

Масалов С. А., Почанин Г. П., Ротарь С. В.

55-62

Приведен краткий анализ факторов, вызывающих излучение электромагнитной энергии движущимися зарядами и требования к конструкции антенны, обусловленные этими факторами.

Рассмотрены характеристики антенны, изготовленной с учетом этих требований, в режиме излучения видеоимпульсов наносекундного диапазона.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ ПРИЗЕМНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА РАДИОВОЛН

Галаев Ю. М., Жуков Б. В., Кивва Ф. В.

63-72

Проведены экспериментальные исследования изменчивости полосовых свойств приземной линии связи миллиметрового диапазона радиоволн в различных сезонных и метеорологических условиях. Обнаружены эффекты дисперсии, не связанные с резонансным поглощением в газах атмосферы и с непосредственным наличием гидрометеоров. Выявлены суточный и сезонный ход величины дисперсии и влияние различных атмосферных явлений на величину и характер наблюдавшихся эффектов. Проведена количественная оценка влияния обнаруженных эффектов на изменчивость полосовых свойств экспериментальной линии связи.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ВОЛНОВОДНЫХ СТРУКТУР НАД МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Леонидов В. И., Кивва Ф. В., Алехин В. И.

73-80

Приведены результаты радиофизических и акустических измерений, особенностей атмосферного приповерхностного слоя над акваторией Черного моря.

Обсуждаются механизмы формирования волноводных структур вблизи морской поверхности.

КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР ГИПЕРЗВУКА С ДЛИНОЙ ВОЛНЫ 1 МКМ; ПЕРИОДИЧЕСКИЕ И ХАОТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ИНДУЦИРОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Ганапольский Е. М., Маковецкий Д. Н.

80-90

Динамические режимы квантового генератора гиперзвука (фазера) с регулярной резонансной СВЧ-накачкой исследованы путем фоторегистрации фазовых портретов системы и временных последовательностей индуцированного излучения фононов (ИИФ). Впервые экспериментально обнаружены тороидальные периодические режимы ИИФ, возникающие в результате бифуркаций коразмерности 2, а также метастабильный хаотический режим генерации, обусловленный блужданиями системы между двумя странными аттракторами.

ГЕНЕРАТОР И СМЕСИТЕЛЬ СВЧ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН

Глибицкий Г. М., Ижик Э. В.

90-94

Описаны генератор и смеситель миллиметрового диапазона, конструкции которых выбирались близкими, исходя из принципа взаимности. Отмечена целесообразность поиска взаимозависимостей параметров излучающих и приемных устройств на полупроводниковых структурах.

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАССЕИВАЮЩИХ СВОЙСТВ ИДЕАЛЬНО ПРОВОДЯЩЕЙ ПОЛУПЛОСКОСТИ, НАХОДЯЩЕЙСЯ МЕЖДУ ДВУХ РАЗЛИЧНЫХ ОДНОРОДНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ

Барков А. Д.

94-102

Методом Винера-Хопфа-Фока исследованы характеристики поля рассеяния плоской Н-поляризованной волны на идеально проводящей полуплоскости, лежащей между двух различных однородных диэлектрических слоев. Основное внимание уделено анализу поля в диэлектрических слоях.

ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАТИВНЫХ ПРИЗНАКОВ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ В ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ

Хлопов Г. И.

102-109

В работе приведены рекомендации по выбору информативных признаков радиолокационных когерентных сигналов миллиметрового диапазона и результаты численного моделирования. Показано, что использование частотно-временного представления сигнала позволяет сформировать количественные характеристики, адекватно отображающие основные свойства отраженного сигнала. Предложено ограничиться 60 признаками, которые характеризуют параметры рельефа сигнала в плоскости «частота-время».

ПОЛУПРОВОДНИКОВАЯ СТРУКТУРА В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ

Абдулкадыров B. A.

110-115

Рассмотрена электродинамическая модель полупроводниковой пространственно-периодической слоистой структуры. Найден коэффициент отражения электромагнитного сигнала от МДП структуры. Получено характеристическое уравнение структуры.

ОСОБЕННОСТИ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ СИГНАЛОВ ДВУХМИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Гонтарь И. Д., Горобец В. И., Гутник В. Г., Кивва Ф. В., Майков Г. Г.

115-122

Приведены результаты экспериментальных исследований радиолокационных сигналов в диапазоне волн вблизи ( = 2 мм) при высоком угловом и линейном разрешениях и углах места близких к скользящим. Показано, что параметры отраженных сигналов случайным образом изменяются во времени и имеют импульсный характер с «всплесками» и «паузами». Приведены гистограммы распределений «всплесков» и «пауз», для разных времен усреднения от 5 с до 40 с подсчитаны средние значения мощности под функцией спектральной плотности мощности  (ЕТ), граничной частоты , соответствующей 90 % энергии и частоты  соответствующей максимуму спектральной плотности мощности и их среднеквадратичные отклонения .

ТЕОРИЯ РЕЗОНАНСНЫХ СВЧ ГЕНЕРАТОРОВ С НАКЛОННЫМ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИМ ПОЛЕМ

Одаренко Е. Н., Шматько А. А.

122-130

Теоретически исследуется генератор типа оротрон-ГДИ с наклонным фокусирующим полем. Анализ проводится на основе решения двумерной нелинейной самосогласованной системы уравнений в приближении слабого сигнала и в режиме установившихся колебаний. При наличии зазора между электронным пучком и замедляющей системой использование наклонного фокусирующего поля позволяет улучшить основные характеристики генератора. Исследовано воздействие токооседания на закономерности физических процессов в пространстве взаимодействия. Установлено, что при фиксированном отношении рабочего тока к пусковому максимальный электронный КПД реализуется в случае оседания всех электронов пучка на замедляющую систему. Приведены результаты расчета для двух законов пространственного распределения амплитуды СВЧ волн – гауссовского (оротрон-ГДИ) и косинусоидального (резонансная ЛОВ).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТИ МНОГОКАНАЛЬНЫМИ РАДИОЛОКАЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ

Зердев Н. Г., Кулемин Г. П.

130-142

Рассмотрены особенности определения статистических характеристик поверхности с использованием многоканальных радиолокационных методов. Показано, что наилучшие результаты обеспечиваются при фрактальном представлении спектров поверхности, в диапазоне углов падения 20-60° при разносе частот в каналах менее 1,5.