1999, том 4, № 3

ФОНОННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СВЧ В СОВЕРШЕННЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ

Е. М. Ганапольский

7-15

Предложен и реализован новый метод измерения предельно малых диэлектрических потерь в кристалле, связанных с фононным поглощением (ФП) электромагнитного поля СВЧ. Метод основан на применении шарового диэлектрического резонатора (ШДР), изготовленного из измеряемого кристалла, в котором возбуждаются колебания “шепчущей галереи”, обладающие сверхвысокой добротностью в условиях, когда квазиоптический параметр , где k - волновой вектор электромагнитной волны в свободном пространстве, а - радиус шара, и - диэлектрическая и магнитная проницаемости материала шара. Дано теоретическое обоснование метода ШДР. Описана методика измерения с помощью ШДР предельно малых диэлектрических потерь в твердых телах в восьмимиллиметровом диапазоне при различных температурах, включая низкие температуры. Приведены результаты измерений температурной зависимости диэлектрических потерь в кристаллах сапфира, рубина, кварца и флюорита на частоте 36,7 ГГц в интервале температур от комнатной до температуры жидкого гелия. Обсуждаются возможные механизмы, ответственные за поглощение электромагнитного поля в диэлектрическом кристалле. 

ГЕНЕРИРОВАНИЕ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ ПРИ ОТРАЖЕНИИ ОТ НЕЛИНЕЙНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

А. А. Булгаков, С. А. Булгаков

16-30

На примере возбуждения второй гармоники построена теория нелинейного взаимодействия электромагнитных волн в полуограниченной периодической диэлектрической структуре. Предполагается, что один из слоев, образующих период, обладает нелинейной поляризацией. Методика анализа представляет собой развитие теории возмущений, которая основана на формуле Грина (16). Показано, что условия синхронизма для взаимодействующих волн представляют собой брэгговские резонансы или на отдельных слоях, или на периоде структуры. Кроме того, из приведенного рассмотрения следует, что наибольшая эффективность взаимодействия имеет место на границах полос пропускания при резонансе на полном периоде.  

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО УСИЛЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ ТОКА В ОБРАТНОСМЕЩЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ PNIPN СТРУКТУРАХ

К. А. Лукин, П. П. Максимов, А. А. Колавита, Х. А. Сердейра

31-36

Модифицированным методом встречных прогонок численно решены разностные уравнения диффузионно-дрейфовой модели обратносмещенных полупроводниковых pnipn структур с резкими p-n переходами. Приведены результаты расчета электрического поля pnipn структуры и токов, текущих через i-область этой структуры. Показано, что при определенных значениях физических параметров обратносмещенная pnipn структура имеет положительную обратную связь по дрейфовому току, которая обуславливает нелинейный режим токовых автоколебаний. Этот режим делает перспективными обратносмещенные pnipn структуры в плане создания на их основе различных полупроводниковых приборов, например, лавинных фотоумножителей, высокочастотных тиристоров и генераторов хаотических колебаний.  

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ СВЧ ДИАПАЗОНА В ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЕ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ

В. А. Абдулкадыров

37-41

Проведен электродинамический анализ активной полупроводниковой структуры. Найдено характеристическое уравнение структуры. Определены комплексные постоянные волн пространственного заряда. Найдены пусковые характеристики резонансной системы.  

РАСЧЕТ ОБЛАСТИ СУЩЕСТВОВАНИЯ ДУБЛЕТНЫХ ВИДОВ КОЛЕБАНИЙ

А. А. Гурко

42-44

Предложены аналитические выражения, связывающие верхнюю границу области существования вида колебаний по магнитному полю с параметрами пространства взаимодействия и колебательной системы магнетрона. Представлены экспериментальные результаты. 

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА МАГНЕТРОНА

А. А. Гурко

45-49

Описываются способы экспериментальной оценки геометрической длины волноводного трансформатора сопротивлений. Приведены примеры конструктивного построения трансформирующего элемента вывода энергии, уменьшающего его селективность.  

ФУНКЦИИ ГРИНА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБЛАСТЕЙ С ПРОДОЛЬНО–НЕОДНОРОДНЫМ ЗАПОЛНЕНИЕМ

Ю. М. Пенкин

50-59

Построены функции Грина электрического и магнитного типов для векторных потенциалов Герца цилиндрических областей (в том числе прямоугольных) с продольно-неоднородным диэлектрическим заполнением. Рассмотрены бесконечные, полубесконечные структуры и резонаторы (с торцевыми плоскими идеально-проводящими границами) в случае их возбуждения продольными сторонними токами. В явном виде определены функции Грина как для двухслойного, так и для трехслойного продольно-неоднородного заполнения областей.  

ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ ДИФРАКЦИОННО СВЯЗАННЫХ ОТКРЫТЫХ РЕЗОНАТОРОВ ПРИ НЕКОТОРЫХ ПРЕДЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДАХ

П. Н. Мележик

60-65

Предложен метод исследования спектральных характеристик дифракционно связанных открытых резонаторов, представляющих собой круговые цилиндры с продольными щелями. Построен алгоритм расчета собственных частот такого класса электродинамических структур. Проанализировано поведение собственных частот при некоторых предельных переходах от системы связанных резонаторов к одиночному резонатору.  

ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ МИКРОПОЛОСКОВОЙ АНТЕННЫ С РЕЗИСТИВНЫМ ДИСКОМ

Н. Ю. Близнюк, А. И. Носич

66-70

Рассмотрена задача численного моделирования параметров и характеристик микрополосковой антенны с резистивным диском, возбуждаемой вертикальным электрическим диполем. Для решения задачи был использован метод аналитической регуляризации в сочетании с методом Галеркина, что позволило получить бесконечную систему линейных алгебраических уравнений Фредгольма второго рода. Был аналитически оптимизирован вычислительный процесс; получены и обсуждены энергетические характеристики антенны, такие как мощность пространственной и поверхностных волн, диаграммы направленности и КПД излучения для различных величин резистивности диска. 

СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ВОЛНОВОДНО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ НА ОТРЕЗКЕ ЧАСТИЧНО ЗАПОЛНЕННОГО ПРЯМОУГОЛЬНОГО ВОЛНОВОДА

Л. Б. Минакова, Л. А. Рудь

71-77

На основе строгой постановки и решения спектральной краевой задачи исследованы качественные характеристики спектра собственных частот свободных колебаний волноводно-диэлектрических резонаторов, образованных отрезками частично заполненных прямоугольных волноводов. Найдены условия и описаны особенности проявления режимов полного поглощения и преобразования волн при наличии потерь в диэлектрике. Теоретические выводы подтверждены результатами численного исследования спектральных зависимостей и полей свободных колебаний в резонаторах с запредельными и незапредельными выходными плечами.  

ДИПЛЕКСЕР НА Е-ТРОЙНИКЕ И СТВОЛЬНЫХ ФИЛЬТРАХ НА ИНДУКТИВНЫХ ДИАФРАГМАХ

А. A. Кириленко, Д. Ю. Кулик, Л. А. Рудь, В. И. Ткаченко

78-84

Рассмотрены проблемы анализа, синтеза и оптимизации волноводных диплексеров на Е-тройниках с настроечной емкостной диафрагмой в боковом плече и ствольных фильтрах на несимметричных индуктивных диафрагмах - в прямых плечах. Для построения строгих численных моделей диплексера и его компонент используются метод декомпозиции и различные варианты метода частичных областей. Синтез ствольных фильтров основан на прототипах, порождаемых схемой Леви-Родеса, а синтез диплексера в целом - на так называемой Y - схеме, базирующейся на поиске трехпортовика-объединителя, обладающего равными коэффициентами отражения во всех плечах. Особое внимание уделено вопросам построения численных алгоритмов, обеспечивающих оптимизацию характеристик на персональном компьютере (ПК). 

КВАЗИОПТИЧЕСКИЕ СУММАТОРЫ НА ОСНОВЕ ОДНОМЕРНЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК

А. А. Костенко, Г. И. Хлопов

85-89

Приведены результаты исследования устройств для объединения сигналов различной частоты на основе одномерных дифракционных решеток в миллиметровом диапазоне волн. Предложена и реализована схема квазиоптического четырехканального сумматора, обеспечивающего сложение в общем выходном канале мощности сигналов, частоты которых соответствуют диапазонам волноводных каналов стандартных сечений - 2,41,2 мм²; 3,61,8 мм²; 5,22,6 мм²; и 7,23,4 мм².  

О РАДИАЛЬНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭНЕРГИИ КОЛЕБАНИЙ В ЭКРАНИРОВАННОМ СЛОИСТОМ ПОЛУСФЕРИЧЕСКОМ РЕЗОНАТОРЕ

Ю. Ф. Филиппов, А. Е. Когут, В. В. Кутузов, С. Н. Харьковский, З. Е. Еременко

90-95

Изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований спектральных характеристик и радиального распределения плотности энергии поля резонансных колебаний в экранированном слоистом полусферическом резонаторе. Показано, что при определенных соотношениях между параметрами резонатора в нем возбуждаются колебания типа шепчущей галереи с добротностью, на порядок превышающей добротность колебаний открытой диэлектрической сферы.  

ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНИЦ ОБЛАСТЕЙ НЕПРОХОЖДЕНИЯ ГАРМОНИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СЛОИСТОЙ БИАНИЗОТРОПНОЙ СРЕДЕ

К. А. Вытовтов

96-99

Проведено исследование областей непрохождения гармонической волны в периодической слоистой структуре с одноосной бианизотропией. Использован аналитический подход, основанный на методе матрицы преобразования за период. Получены и проанализированы выражения, определяющие границы областей неустойчивости.  

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВИДЕОИМПУЛЬСНОГО РАДИОЛОКАТОРА ПО ДАЛЬНОСТИ В СРЕДЕ С ПОГЛОЩЕНИЕМ И ДИСПЕРСИЕЙ

Ю. В. Корниенко

100-104

Построена теория оптимального приема сигнала при сверхширокополосной локации пары точечных объектов в диспергирующей поглощающей среде и найдена зависимость разрешающей способности локатора по дальности от спектров сигнала и шума. Показано, что при как угодно малой разности расстояний до компонент объекта двойной объект можно отличить от одиночного с теми же отражательными свойствами с как угодно высокой надежностью, если отношение сигнал - шум сделать достаточно большим. Результат существенно основан на точечном характере объектов. 

ШУМОВАЯ РАДАРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

К. А. Лукин

105-111

Шумовая радарная технология (ШРТ) - это радарная технология, которая использует непрерывный (или квазинепрерывный) шумовой сигнал (НШС) в качестве зондирующего сигнала и корреляционную (или двойную спектральную) обработку отраженных радиолокационных сигналов для их оптимального приема (согласованной фильтрации). ШРТ является весьма многообещающей для применения в ближней радиолокации и адекватной сегодняшним СВЧ и электронным технологиям. Разработаны два типа шумовых радаров. В одном из них используется корреляционная обработка отраженных сигналов, а во втором - так называемая двойная спектральная обработка. Экспериментально показано, что ШРТ может быть успешно использована в разработке радиолокационных систем для разнообразных гражданских приложений, таких как системы предупреждения столкновений автомобилей, автоматическое управление движением транспорта, получение изображений с помощью наземных локаторов с синтезированной апертурой, автоматизированная посадка самолетов и швартовка кораблей и т. д.  

ТЕПЛОВОЕ РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИ НЕРОВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ПРИБЛИЖЕНИИ МАЛЫХ НАКЛОНОВ НЕРОВНОСТЕЙ

Д. В. Михайлова, И. М. Фукс

112-117

В приближении малых наклонов метода Кирхгофа исследуется влияние переотраженного внешнего теплового радиоизлучения атмосферы на полную яркостную температуру шероховатой поверхности. Проведены численные исследования яркостной температуры теплового радиоизлучения поверхности при различных значениях как диэлектрической проницаемости поверхности, так и оптической толщины атмосферы. Их результаты показывают, что при наличии внешнего радиоизлучения шероховатости поверхности приводят к увеличению переотраженной компоненты интенсивности теплового радиоизлучения атмосферы.  

БЫСТРЫЙ АЛГОРИТМ ФОКУСИРОВАНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ ПРИ БИСТАТИЧЕСКОМ ВИДЕОИМПУЛЬСНОМ ЗОНДИРОВАНИИ

В. О. Коваленко

118-124

Предложен быстрый алгоритм фокусирования радиолокационных изображений, получаемых при бистатическом зондировании с использованием видеоимпульсных сигналов. Предложенная методика не вносит дополнительных погрешностей по сравнению с классической схемой фокусирования, но позволяет сократить вычислительные затраты в три-восемь раз. Производительность и корректность метода проиллюстрированы теоретическими расчетами и результатами численных экспериментов. Предложенный алгоритм может быть использован при обработке радиолокационных данных как подповерхностного, так и дистанционного видеоимпульсного зондирования. 

О СНИЖЕНИИ ВЛИЯНИЯ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКИ КАТОДА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ СВЧ

Г. Я. Левин, С. А. Чурилова, В. Г. Чумак

125-127

Рассмотрена одна из возможностей снижения влияния ионной бомбардировки на работу катода в электровакуумных приборах за счет изменения геометрии эмитирующей поверхности катода электронной пушки. Приведены результаты экспериментальных исследований электровакуумных приборов с длительным взаимодействием миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн, использующих ленточные электронные потоки, - клинотронов, которые подтверждают возможность улучшения выходных характеристик приборов в случае применения таких катодов.  

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАТОРА НА ДВУХПРОЛЕТНОМ ЛПД В ДВУХЧАСТОТНОМ РЕЖИМЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ ЛЕГИРОВАНИЯ ДИОДА И ПОЛОЖЕНИЙ ЧАСТОТНЫХ ЗОН ГЕНЕРАЦИИ

А. Е. Осадчук

128-134

На основе численного анализа двухпролетного ЛПД миллиметрового диапазона получены амплитудные характеристики диода в двухчастотном режиме для различных профилей легирования и взаимных положений зон генерации (лавинопролетной и паразитной частот). Исходя из построенных характеристик, сравнивается устойчивость генератора на ЛПД в двухчастотном режиме для указанных вариантов, а также делаются выводы о чувствительности двухчастотных амплитудных характеристик к вариациям рассмотренных параметров системы.  

ГЕНЕРИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РЕЛЯТИВИСТСКИМИ ЭЛЕКТРОНАМИ В КОАКСИАЛЬНОМ РЕЗОНАТОРЕ СО СКРЕЩЕННЫМИ ПОЛЯМИ В УСЛОВИЯХ ЧЕРЕНКОВСКОГО РЕЗОНАНСА

Ю. В. Кириченко

135-140

Теоретически исследована возможность генерирования электромагнитных волн релятивистскими электронами, вращающимися в скрещенных аксиальном магнитном и радиальном электростатическом полях в цилиндрическом резонаторе. Получено дисперсионное уравнение, описывающее взаимодействие волн с электронами. Показано, что генерация излучения возможна в условиях черенковского резонанса. При этом скорость электронов и фазовая скорость волн направлены поперек магнитного поля. Инкремент волны как функция релятивистского фактора и магнитного поля имеет максимумы. Это позволяет подобрать оптимальный режим работы генератора. При определенных условиях инкремент сильно зависит от диссипативных процессов. В некоторых случаях генерация возможна только при наличии потерь за счет поглощения в стенках и излучения из резонатора.  

О СОЛЬВАТНЫХ ЭФФЕКТАХ В АКТИВНОЙ СРЕДЕ ЛАЗЕРА НА КРАСИТЕЛЯХ ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОПИРАНА

В. В. Маслов

141-147

Исследовано влияние межмолекулярных взаимодействий в растворах лазерных красителей - производных бензопирана на спектрально-флуоресцентные и генерационные характеристики этих красителей и механизмы дезактивации энергии электронного возбуждения их молекул. Проанализировано влияние структуры молекулы красителя на процессы межмолекулярных взаимодействий.  

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ ЭМИССИОННОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

А. Д. Егоров, А. П. Моторненко, В. А. Егоров, С. А. Егоров, Е. В. Здор, В. Г. Корж, И. Г. Скуратовский

148-153

Разработан и изготовлен спектрометр для атомно-эмиссионного спектрального анализа на основе высоковольтного искрового разряда с использованием многоэлементного фотоприемника и персонального компьютера. Возможности спектрометра показаны на примерах получения с помощью эталонных образцов градуировочных графиков для определения концентрации ряда элементов в различных марках сталей.  

ВЛИЯНИЕ МИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН НА КЛЕТКИ ЗАРОДЫШЕЙ СЕМЯН ЯЧМЕНЯ

Л. Н. Головина, Т. А. Долгова, Е. Б. Сенкевич, Н. Г. Шестопалова

154-156

Приводятся результаты экспериментальных исследований влияний различных температурных условий на синхронизацию первых митозов прорастающих семян, предварительно облученных электромагнитными волнами миллиметрового диапазона. Проведено сравнение действия СВЧ и  -излучения на синхронность деления растительных клеток.  

ДЕЙСТВИЕ КВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ И РЕПРОДУКТИВНЫЕ СВОЙСТВА DROSOPHILA MELANOGASTER

В. Г. Шахбазов, Б. М. Булгаков, С. П. Сиренко, Л. М. Чепель, О. И. Белоус, А. И. Фисун

157-160

Проведено исследование влияния электромагнитных волн КВЧ диапазона нетепловой интенсивности на имаго Drosophila melanogaster в трех поколениях. Источник излучения перестраивался в диапазоне 37-53 ГГц. Обнаружено повышение теплоустойчивости и плодовитости в первом поколении при облучении самок или самцов имаго. Полученный эффект авторы рассматривают как физиологический гетерозис.