1997, том 2, № 2

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА В МУТНЫХ СРЕДАХ С ПОМОЩЬЮ СВЧ ВОЛН

И. Л. Вольхин, Н. Н. Коротаев

7-10

Представлены экспериментальные установки для изучения прохождения и рассеяния света через мутные среды методом моделирования на СВЧ. При моделировании размеры модельных частиц были во столько раз больше размеров реальных частиц, во сколько раз длина волны СВЧ излучения ( см) больше длины световой волны ( мкм). Величина показателя преломления вещества модельной частицы по отношению к СВЧ излучению была такой же, как у реальной частицы для видимого света. На установке получены функции рассеяния и частотно-контрастные характеристики бромо-серебрянных фотографических слоев. Исследованы зависимости коэффициента пропускания Т и фактора рассеяния Q от параметра дифракции  для ансамблей кубических частиц с различными коэффициентами перекрытия .

К ТЕОРИИ РАДИАЛЬНО-СЛОИСТЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ШАРОВ

Ю. В. Свищёв

11-15

Рассмотрена задача дифракции произвольной монохроматической электромагнитной волны на радиально-слоистом диэлектрическом шаре. Получены выражения для ряда физических характеристик. Проанализированы вопросы численной реализации приведенного алгоритма решения задачи.

КОРРЕКТНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СИНТЕЗА ПЛОТНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ

Л. В. Юрченко

16-19

Предложен новый подход к решению задач синтеза электронно-оптической системы, позволяющей исследовать возможности и условия создания плотных, строго ламинарных электронных пучков аксиальной симметрии с произвольно заданными электрическими и геометрическими характеристиками. При этом задача синтеза ставится в самом общем виде, без ограничений на способы фокусировки пучка и без использования каких-либо приближений при численном решении уравнений движения электронов и уравнений электростатики. Результаты показали, что с помощью электромагнитных линз всегда возможно формирование плотных ламинарных потоков электронов с любым видом компрессии заряда и степенью сжатия пучка.

СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА РЕЗОНАНСНЫХ ДИАФРАГМ С ПРЯМОУГОЛЬНЫМИ ОКНАМИ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ

А. А. Кириленко, Л. П. Мосьпан, С. Л. Сенкевич

20-25

На основе строгих электродинамических алгоритмов исследованы спектральные и резонансные характеристики прямоугольных векторных диафрагм в прямоугольном волноводе. На основе спектральных разложений элементов матриц рассеяния диафрагм предложена эффективная схема синтеза и анализа полосовых фильтров с четвертьволновыми связями.

ДВУХЩЕЛЕВЫЕ РЕЗОНАНСНЫЕ ДИАФРАГМЫ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ BOЛНOBOДE

А. А. Кириленко, Л. П. Мосьпан

26-31

На основе строгих численных моделей исследованы резонансные характеристики двухщелевых прямоугольных резонансных диафрагм в прямоугольном волноводе как функций размеров и взаимного расположения щелей диафрагм. Показана возможность синтеза двухполосовых полосно-пропускающих фильтров.

СТРОГИЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ДИФРАКЦИИ ВОЛН НА НЕСООСНОМ СОЧЛЕНЕНИИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО И КРУГЛОГО ВОЛНОВОДОВ

Л. А. Рудь, В. И. Ткаченко

32-37

Методом частичных областей решена ключевая задача дифракции волн на соединении прямоугольного волновода и произвольно расположенного по его сечению круглого волновода. Предложен способ преобразования базисных функций, позволяющий вычислять интегралы связи волн прямоугольного и круглого волноводов в явном виде. Представлены результаты исследования эффективности разработанных алгоритмов расчета обобщенных матриц рассеяния для простого волноводного сочленения и для смещенной круглой диафрагмы в прямоугольном волноводе.

ОБ ЭФФЕКТИВНОМ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ДИФРАКЦИИ ВОЛН НА ДВОЯКОПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ

В. В. Щербак

38-43

Предлагаются приемы, позволяющие при строгой постановке задач о диафрагмах типа "прямоугольное окно" и эквивалентных им задач о тонких решетках, периодических в двух направлениях, добиться существенного снижения трудоемкости анализа при высокой точности получаемых результатов. Найдены нетривиальные ситуации подавления связи мод на таких структурах.

ДИФРАКЦИОННЫЕ ПОЛЯ В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ДИАФРАГМ

В. В. Щербак

44-50

Свернуты исходные слабосходящиеся Фурье-разложения полей дифракции волн на тонкой диафрагме с произвольным количеством лент и щелей на сечении прямоугольного волновода. Это позволили получить простые выражения для функции концентрации поля у ребер лент, а также для распределения пондеромоторных сил и других физических величин, зависящих от значений рассеянного поля вблизи неоднородности, а также данных электростатических задач.

КОНЦЕПЦИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СИЛ НА ПОВЕРХНОСТЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ НЕЙТРАЛЬНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ЭКРАНОВ В PE3ОНAНCНЫX ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

В. Н. Кошпаренок

51-56

Показано, что в рамках классических представлений, согласно которым механическая сила воздействия поля на проводящий экран полностью определяется интегрированием нормального к его поверхности давления, не удается проанализировать все аспекты электромагнитного взаимодействия нескольких проводящих тел. Для полного описания аспекта взаимодействия предлагается концепция скользящей тангенциальной силы, действующей вдоль поверхности экрана и возникающей только при взаимодействии нескольких рассеивателей. Концепция тангенциальных сил указывает на возможность эффекта сжатия открытой высокодобротной структуры пропорционального количеству накапливаемой энергии электромагнитного поля.

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ ОТКРЫТОГО КОНЦА СКОШЕННОГО ВОЛНОВОДА, НАГРУЖЕННОГО НЕОГРАНИЧЕННОЙ В ОБЕ СТОРОНЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЛАСТИНОЙ

А. Д. Барков, В. Ф. Науменко

57-65

Рассмотрен механизм взаимодействия кромок двух параллельных полуплоскостей, разделенных неограниченным в обе стороны диэлектрическим слоем. Получены аналитические выражения для характеристик излучения в свободное пространство и для амплитуд собственных мод диэлектрического слоя. Проведен численный анализ зависимостей этих характеристик от геометрических и материальных параметров структуры.

НЕСТАЦИОНАРНЫЕ МОДЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РЕШЕТОК

А. О. Перов, Ю. К. Сиренко

66-86

Представлены новые схемы алгоритмизации модельных задач линейной нестационарной теории решеток. Эти схемы ориентированы на достоверный и эффективный анализ в условиях возможного резонансного рассеяния волн. Они базируются на универсальных, простых в реализации методах (операторный метод в пространстве "эволюционных базисов" нестационарных сигналов и FDТD-метод с точными условиями на виртуальных границах резонансных неоднородностей) и легко могут быть включены в автоматизированные системы электродинамического моделирования, предназначенные для современных поисковых исследований и решения важных прикладных задач.

ОБ УЧЕТЕ ВЫСОТ АНТЕНН ПРИ ТРОПОСФЕРНОМ РАССЕЯНИИ РАДИОВОЛН

B. A. Kopтунов, Ф. В. Кивва, В. Н. Горобец, Г. Г. Майков

87-90

Кратко проанализированы методы расчета рассеянной мощности при дальнем тропосферном распространении (ДТР) радиоволн. Показано, что чаще всего используемый метод расчета Гордона для схемы нулевых высот может быть достаточно просто обобщен на случай отличных от нуля значений высот антенн. При расчете по предлагаемой обобщенной методике ошибка не превосходит 2 дБ по сравнению с наиболее тонными (но для частных случаев) методиками расчета.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОГО ИМПЕДАНСА ДЕКАМЕТРОВЫХ ВОЛН, РАССЕЯННЫХ СТАТИСТИЧЕСКИ НЕРОВНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

А. С. Брюховецкий, В. Ф. Науменко, Л. А. Пазынин

91-100

Проведен численный анализ эффективного импеданса электромагнитных волн, рассеянных статистически неровной поверхностью по четырем теоретическим моделям в определенной области значений физических параметров. Выполнено сравнение результатов расчетов и анализ влияния отдельных физических параметров на величину эффективного импеданса. Результаты анализа численно подтверждают взаимосвязь рассеяния сферических волн статистически неровной сферой с более частным случаем рассеяния статистически неровной плоскостью, как плоских, так и ценнековских волн. В высокочастотном рассеянии на мелкомасштабных неровностях кривизна средней поверхности не сказывается на величине эффективного импеданса.

О ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ СВОЙСТВАХ ТВИКОВ

А. В. Швец

101-106

Результаты трехкомпонентных измерений «твик»-атмосфериков обсуждаются в данной работе. Анализ частотно-временной структуры твиков позволил выявить новые особенности поляризации, связанные с влиянием магнитного поля Земли. Обнаружен эффект поляризационной невзаимности распространения твиков на трассах восток-запад, запад-восток. Показано, что направление вращения вектора магнитного поля твика меняется на противоположное при переходе из южного в северное полушарие, следуя за знаком вертикальной составляющей магнитного поля Земли. В работе сделаны оценки электронной плотности и крутизны нарастания профиля электронной концентрации в нижней ионосфере на основе анализа экспериментальных многомодовых записей твиков.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА В НЕОДНОРОДНОМ КАНАЛЕ С ОВАЛОПОДОБНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПОТОКОМ

Г. А. Алексеев

107-109

Проведен численный анализ влияния относительной толщины и месторасположения в неоднородном (в поперечном сечении) канале овалоподобного электронного потока на глубину и положения минимума распределения пуассоновского потенциала. Показано, что подбором геометрических параметров канала со скачком ширины можно осуществить вывод естественной ионной ловушки из узкой части канала при балластной части потока, не превышающей 20% площади поперечного сечения. Замена ленточного потока, обычно используемого при расчетах и в эксперименте, овалоподобным позволяет упростить анализ при удовлетворительной погрешности оценки величины необходимой балластной части потока.

НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕЗОНАНСЫ И УСТОЙЧИВОСТЬ ИНВЕРСИОННЫХ СОСТОЯНИЙ ТРЕХУРОВНЕВОГО КВАНТОВОГО УСИЛИТЕЛЯ В УСЛОВИЯХ НЕСИНФАЗНОГО ПЕРЕИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НАКАЧКИ

Д. Н. Маковецкий

110-117

Исследованы детерминированные инверсионные состояния для квантового усилителя СВЧ сигналов с нелинейным резонатором накачки. Найдено, что переизлучение поля накачки активными центрами ведет к сильной зависимости коэффициента инверсии К от , где – время жизни фотонов в резонаторе,  - время поперечной спиновой релаксации на переходе накачки, а состояние с синфазным переизлучением поля накачки является, вообще говоря, структурно неустойчивым. Обнаружен ярко выраженный резонансный вид зависимости K(), причем эти резонансы являются нелинейными, характеризуются многозначной гистерезисной зависимостью К от  и сопровождаются возникновением изолированных ветвей K().

ЛАЗЕР НА КPАСИТEЛЯX С УВEЛИЧEННОЙ ЯРКОСТЬЮ ИЗЛУЧЕНИЯ

М. И. Дзюбенко

118-122

Проведен анализ некоторых возможных путей уменьшения расходимости излучения лазеров на красителях с ламповой накачкой при сохранении высоких энергетических показателей. Экспериментально получено десятикратное увеличение яркости излучения лазера за счет подавления генерации на замкнутых лучевых траекториях с френелевским отражением на стенках кюветы и оптимального выбора концентрации красителя и геометрических размеров кюветы.

ЭФФЕКТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ НЕМОНОХРОМАТИЧЕСКОЙ НАКАЧКИ ЛАЗЕРОВ НА РАСТВОРАХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

М. И. Дзюбенко

123-131

Приведены результаты исследований электрических и спектрально-энергетических характеристик мощных разрядов микросекундной длительности и коаксиальных и трубчатых импульсных лампах с ксеноновым заполнением, включая предварительную ионизацию разрядного канала. Получены выражения для удельной проводимости и скорости излучения ксеноновой плазмы, достаточно хорошо описывающие гистерезис вольт-амперных характеристик разряда, затягивание и уширение светового импульса относительно импульса электрической мощности. Показано, что увеличение светоотдачи ламп при наличии предварительной ионизации разрядного промежутка вызвано ростом температуры газового разряда. Создан метод расчета эффективных систем накачки лазеров на красителях с заданными энергетическими  характеристиками для широкого диапазона энергий возбуждения.

ИНФОРМАЦИОННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МНОГОЛУЧЕВОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА ПРИ НАБЛЮДЕНИИ ОБЪЕКТА СКВОЗЬ НЕОДНОРОДНУЮ СРЕДУ

Ю. В. Корниенко, В. А. Лейферов, В. В. Пyraч

132-136

Рассмотрено влияние шума регистрации на точность реконструкции изображения удаленного объекта, наблюдаемого с помощью многолучевого интерферометра (развитие идеи звездного интерферометра Майкельсона) сквозь тонкий слой среды со случайными неоднородностями показателя преломления. При фиксированном уровне шума регистрации эта точность под влиянием фазовых искажений в среде снижается по сравнению со случаем отсутствия искажений. Путем численного счета для девяти простейших конфигураций показано, что это снижение составляет величину от нескольких до полутора десятков процентов и имеет тенденцию к уменьшению при увеличении числа субапертур интерферометра. Сделан вывод о высокой степени устойчивости интерферометрического метода формирования изображений к фазовым искажениям в атмосфере.

АДАПТИВНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ СИГНАЛОВ, ОСНОВАННАЯ НА ДВУХПАРАМЕТРИЧЕСКОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

А. А. Могила

137-141

В работе синтезирован новый алгоритм адаптивной фильтрации нестационарных сигналов, основанный на двухпараметрическом представлении случайных процессов. Исследован процесс адаптации его передаточной функции. Показано, что предлагаемый алгоритм является более эффективным по сравнению с блочным алгоритмом метода наименьших квадратов.

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ СТУПЕНЧАТЫХ ОКОН

В. В. Лукин

142-149

Предложены ступенчатые весовые окна (аподизирующие функции), позволяющие улучшать характеристики диаграмм направленности антенных решеток и откликов систем формирования изображений с цифровой обработкой сигналов. Проведено сравнение основных параметров полученных откликов с оптимальными, предельно достижимыми и показано, что различия несущественны, а в плане аппаратурно-алгоритмической реализации предложенные окна обладают рядом преимуществ.

СУБМИЛЛИМЕТРОВЫЙ HCN ЛАЗЕР ДЛЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Н. Ф. Дахов, Ю. Е. Каменев, В. К. Киселев, Е. М. Кулешов, В. П. Радионов

150-152

Описан субмиллиметровый HCN лазер, предназначенный для биомедицинских исследований в клинических условиях. Представлены технические решения, позволившие одновременно с удешевлением конструкции повысить эксплуатационные характеристики лазера. Приведены характеристики излучения лазера на длине волны 337 мкм.

КВЧ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ -ОБЛУЧЕННОЙ ДНК

В. А. Кашпур, О. В. Дубовицкая, А. А. Красницкая, В. Я. Малеев

153-155

Описан метод измерения в миллиметровом диапазоне длин волн диэлектрических параметров водных растворов ДНК. С помощью этого метода получены о влиянии на диэлектрические свойства различных доз -облучения. Найдены заметные изменения при дозах радиации 370 и 1650 Гр. Показано, что обнаруженные эффекты объясняются уменьшением количества связанной воды в гидратной оболочке макромолекулы ДНК.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ САХАРОЗЫ НА ЧАСТОТЕ 44 ГГЦ В ДИАПАЗОВЕ ТЕМПЕРАТУР 30-60 ^ОС

Г. М. Глибицкий

156-158

Приведена схема диэлектрометра и конструкция термостатической камеры для измерений комплексной проницаемости водных растворов методом переменной толщины. Результаты измерений анализируются при помощи моделей Дебая и Коула-Коула.