2003, том 8, № 2
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЗБУДЖЕННЯ ВІДКРИТИХ РЕЗОНАНСНИХ СИСТЕМ
Булгаков Б.М., Натаров М.П.
175-179
На основі простої моделі напівсферичного відкритого резонатора розглянуто процес його збудження локальними джерелами. Досліджено вплив зміщення джерела відносно осі резонатора і вплив величини навантаженої добротності на ефективність збудження резонатора. Показано, що синхронне збудження резонатора декількома локальними джерелами збільшує ефективність збудження. При наявності кількох локальних джерел у відкритому резонаторі синхронний режим енергетично більш вигідний. Це явище сприяє взаємній синхронізації в системі автогенераторів, розташованих у спільному резонаторі.
РОЗШИРЕННЯ МЕТОДУ «ЗАКОРОЧЕНИХ ПОРТІВ» ДЛЯ ПОШУКУ S-МАТРИЦЬ ЗА ДОПОМОГОЮ «РЕДУКОВАНИХ» ЧИСЕЛЬНИХ МОДЕЛЕЙ
Кириленко А.O., Кулик Д.Ю., Сенкевич С.Л., Ткаченко В.І.
180-186
Розглянуто додаткові деталі та можливості поширення кола застосування методи, яка забезпечує обчислення s -матриці богатопортового хвилеводного поєднання за обчисленими чи виміряними s-матрицями того ж об’єкту з декількома закороченими портами. Запропоновані шляхи „відновлення” багатомодових s-матриць, уточнення невизначеності знаків коефіцієнтів проходження, алгоритми вибору моделей, мінімізуючих помилки при обчисленні та ін. Аналізуємий підхід особливо ефективний для розв’язання задач аналізу та оптимізації складних багато портових поєднань узагальненою методою часткових областей, орієнтованою на внутрішні граничні задачі з довільними координатними границями.
ОБ'ЄМНИЙ НАПІВСФЕРИЧНИЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ ВИМІРУ ДІЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОНИКНОСТІ У МАЛОМУ ОБ'ЄМІ СИЛЬНО ПОГЛИНАЮЧОЇ РІДИНИ
Єременко З.Є., Ганапольський Є.М.
187-196
Запропоновано новий метод виміру діелектричної проникності на НВЧ у малому об'ємі сильно поглинаючої рідини. Метод побудований на використанні об'ємного напівсферичного резонатора, у якому міститься мала сферична порожнина, що заповнюється вимірювальною рідиною. Отримано і проаналізовано характеристичне рівняння для коливань електромагнітного поля в цьому резонаторі. На цій основі знайдені оптимальні розміри вимірювальної комірки та робоча мода коливань. Показано, що в такому резонаторі, порожнина якого заповнена рідиною з великими значеннями дійсної і мнимої частин діелектричної проникності, виникає ефект виштовхування електромагнітного поля з порожнини. Метод реалізовано експериментально в трьох сантиметровому діапазоні. Виявлено теоретично передбачений ефект виштовхування поля. Знайдено алгоритм визначення комплексної діелектричної проникності рідини за обмірюваних значеннях добротності і зміщення частоти резонатора.
ВИКЛЮЧЕННЯ СИНГУЛЯРНОСТІ В ЗАДАЧАХ РОЗСІЮВАННЯ НА ТРИВИМІРНИХ МАГНІТО-ДІЕЛЕКТРИЧНИХ СТРУКТУРАХ З ВИДІЛЕНИМ НАПРЯМКОМ
Ячин В.В.
197-200
Розглядаються інтегро-диференціальні рівняння в області джерела. Об’єм, що інтегрується, розбивається на дві частини. Одна із частин зв'язана із функцією Гріна в області поза джерелом, інша – цілком визначається геометрією об’єму, обраного для виключення сингулярності функції Гріна. Дана величина визначається як математично, так допускає і фізичну інтерпретацію: її можна розглядати як тензор деполяризації. Явне вираження тензора деполяризації можна одержати для ряду фізично нескінченно малих об’ємів найпростішої форми, що звичайно використовуються для побудови різницевих схем при чисельному рішенні задач розсіювання. У статті обчислений тензор деполяризації, зв'язаний з елементарною чарункою у формі паралелепіпеда. Запропонована в статті проста процедура дозволяє поліпшити збіжність і точність методу об'ємних інтегро-диференціальніх рівнянь.
ВЛАСТИВОСТІ ВІДБИВНОЇ РЕШІТКИ ІЗ ЗАКОРОЧЕНИХ ПРЯМОКУТНИХ ХВИЛЕВОДІВ У АВТОКОЛІМАЦІЙНОМУ РЕЖИМІ
Грибовський О.В.
201-205
Показано можливість реалізації ефекту повного не дзеркального відбиття при дифракції плоских ТЕ - і ТМ - хвиль на моделі відбивної двовимірної періодичної решітки із закорочених прямокутних хвилеводів. Розраховано модулі амплітуд просторових гармонік у залежності від довжини закорочених хвилеводів у автоколімаційному режимі. Отримані результати можуть бути використані, наприклад, при конструюванні відкритих резонаторів, одне з дзеркал яких являє собою двовимірну періодичну решітку із закорочених хвилеводів.
ФІГУРНІ ЧИСЛА (АРИФМЕТИЧНА ПРОГРЕСІЯ) І РОЗСІЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХВИЛЬ НА ПРОСТОРОВИХ ҐРАТКАХ РЕЗОНАНСНИХ МАГНІТОДІЕЛЕКТРИЧНИХ СФЕР
А.І.Козарь
206-212
Розглянуто розв’язок задачі про розсіювання електромагнітних хвиль на спеціальних складних просторових гратках резонансних сфер, просторовий розподіл яких підпорядкований фігурним числам. Одержані вирази для розсіяних полів.
СЕЛЕКТИВНІ ВЛАСТИВОСТІ СКЛАДОВИХ ПЕРШОГО ТА ДРУГОГО ПОРЯДКІВ БРЕГІВСЬКОЇ ДИФРАКЦІЇ ПРИ ВЗАЄМОДІЇ СВІТЛА З ПОПЕРЕЧНОЮ УЛЬТРАЗВУКОВОЮ ХВИЛЕЮ В ОДНООСНИХ КРИСТАЛАХ
Черкашина О.Л.
213-217
Представлені аналітичні вирази, що дозволяють провести порівняльний аналіз селективних властивостей складових першого та другого порядків брегівської дифракції при взаємодії світла на поперечній ультразвуковій хвилі в одноосному кристалі. Проілюстровано відмінності у властивостях просторових складових, визначено параметри акустооптичної взаємодії, виходячи з необхідних значень селективності та дифракційної ефективності просторових компонент. Показано, що селективність других порядків дифракції в більшій мірі залежить від поляризації світлової хвилі, ніж селективність складових перших порядків.
ХВИЛЕВОДНИЙ ЗЛАМ, ЯКИЙ УЗГОДЖУЄТЬСЯ СТУПІНЧАТИМ ЗРІЗОМ
Кулішенко С.Ф., Кириленко А.О., Сенкевич С.Л..
218-220
Розв’язані двомірні задачі розсіяння електромагнітних хвиль на Е- та Н-площинних хвилеводних зламах з узгоджуючим елементом у вигляді ступінчатого зріза. Для аналізу використано модифікований метод часткових областей (МЧО). Ефективний алгоритм дав змогу шляхом чисельної оптимізації знайти мінімальне число, розміри та розташування ступінчатих переходів, що забезпечують найменший рівень коефіцієнта відбиття у потрібному діапазоні частот.
ВПЛИВ АНІЗОТРОПІЇ МОРСЬКОГО ХВИЛЮВАННЯ НА КУТОВІ ЗАЛЕЖНОСТІ РАДІОТЕПЛОВОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ОКЕАНУ
Комяк В.О., Шило С.А.
221-228
Обговорюються експериментальні результати вимірювань азимутальної анізотропії власного радіотеплового випромінювання схвильованої морської поверхні. Пропонується статистично обгрунтована модель морської поверхні у вигляді набору двоскатних призм, які орієнтовані ортогонально до напрямку приводного вітру. Відзначається збіжність результатів з іншими моделями та адекватність залежностей для вітрових додатків до радіояскравої температури випромінювання, що розраховані в межах цієї моделі та отримані експериментально. Інтерпретуються особливості вітрового хвилювання, що відповідальні за характер кутових залежностей азимутальної анізотропії радіотеплових контрастів.
ПРО РІВНЯННЯ ТИПА ЗГОРТКИ ЗВОРОТНОЇ ЗАДАЧІ РЕФРАКЦІЇ
Алексєєв Г.О., Бєлоброва М.В.
229-231
Проведено аналіз можливостей чисельного розв’язку зворотної задачі рефракції (задачі відновлення профілю показника заломлення атмосфери Землі по приповерхових вимірюваннях кута рефракції сигналу радіомаяка, який розташовано на ШСЗ) при наведенні її до інтегрального рівняння Фредгольма першого роду типа згортки. Встановлено, що методична помилка рішення рівняння методом інтегральних фур’є-перетворень, яка зобов’язана довизначенням кутомісткової залежності кута рефракції по за інтервалом вимірювань різними засобами (зокрема, нульовими значеннями), в реальних ситуаціях перевищує помилки, які пов’язані з регулярізацією та неточним вимірюванням кута рефракції.
ТОЧНІСТЬ ТА ЧУТЛИВІСТЬ ВИМІРЮВАНЬ ПОВЕРХНЕВОГО ОПОРУ ПЛІВОК ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИХ НАДПРОВІДНИКІВ З ВИКОРИСТАННЯМ КВАЗІОПТИЧНИХ ДІЕЛЕКТРИЧНИХ РЕЗОНАТОРІВ
Баранник О.А., Буняєв С.О., Черпак М.Т.
232-236
Проведено аналіз найбільш імовірної похибки вимірювання поверхневого опору Rs плівок високотемпературних надпровідників (ВТНП) при використанні квазіоптичних діелектричних резонаторів (КДР) в залежності від основних характеристик резонатора та властивостей діелектрика. Показано, що, використовуючи КДР, виготовленний із монокристала лейкосапфіру, досягаються рекордно низькі значення похибки вимірювання Rs та найвища чутливість вимірювання Rs при низьких температурах. Числові оцінки приведено для восьмиміліметрового діапазону довжин хвиль, зокрема вирахувана мінімальна величина Rsmin< 1 мкОм, що може бути виміряна при температурі Т < 4,2 К, яка основана на властивостях лейкосапфіру та характеристиках сучасних аналізаторів мікрохвильових пристроїв.
ПОВЕРХНЕВІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ КОЛИВАННЯ В НАПІВПРОВІДНІЙ КУЛІ
Литвиненко В.С., Прокопенко Ю.В., Філіпов Ю.Ф.
237-240
Вперше досліджені спектральні характеристики напівпровідникової кулі. Показано, що в ній, крім об'ємних надвисокочастотних коливань, виникає поверхневе коливання. В середині кулі амплітуда останнього експоненціально згасає вздовж радіусу від поверхні резонатора. При великих значеннях полярного індексу поверхневе коливання переходить у плазмон, який існує на плоскій границі напівпровідника.
СПЕКТР НЕЛІНІЙНИХ ПОВЕРХНЕВИХ ПОЛЯРИТОНІВ У НАПІВМАГНІТНИХ НАПІВПРОВІДНИКАХ У ЗОВНІШНЬОМУ СТАЛОМУ МАГНІТНОМУ ПОЛІ
Білецький М.М., Борісенко С.А.
241-246
Досліджено вплив зовнішнього сталого магнітного поля на спектр нелінійних поверхневих поляритонів у напівпровідних напівпровідниках, які знаходяться у фазі антиферомагнітного упорядкування. Показано, що у зовнішньому сталому магнітному полі нелінійні поверхневі поляритони володіють властивістю невзаємності поширення. Визначено вплив електронної плазмової частоти на дисперсійні властивості нелінійних поверхневих поляритонів з монотонним та немонотонним згасаннями електричного поля від границі напівмагнітного напівпровідника.
ГЕНЕРАТОРИ ДИФРАКЦІЙНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯЗ ВІДКРИТИМИ РЕЗОНАТОРАМИ, ЧАСТКОВО РОЗТАШОВАНИМИ ЗОВНІ ВАКУУМУ
Скриннік Б.К., Корнєєнков В.К., Сенкевич О.Б.
247-253
Досліджені пакетовані генератори дифракційного випромінювання (ГДВ) з двома видами відкритих резонаторів (ВР): лінійним (дводзеркальним) та кільцевим (тридзеркальним), які частково розташовані зовні вакуумного простору. Показано, що при збудженні основного типу коливання (ТЕМ00q) в ГДВ з дводзеркальним напівсиметричним ВР електронний потік взаємодіє з полем стоячої хвилі, фронт якої паралельний до площини плоского дзеркала, а дифракційне випромінювання (ДВ) направлене вздовж вісі ВР. В ГДВ з кільцевим ВР електронний потік взаємодіє з полем біжучої хвилі, що розповсюджується по замкнутій траєкторії вздовж вісей тридзеркального ВР, тобто під дзеркальними кутами до поверхні дзеркала, в тому чи іншому напрямку. В залежності від швидкості електронів напрямок ДВ буде під одним із дзеркальних кутів вздовж вісей ВР. При збудженні вищого типу коливання (наприклад ТЕМ01q) в ГДВ з напівсиметричним ВР маємо похиле падіння хвиль на площину гратки, тобто існує при цьому дві “синхронні” гармоніки і в залежності від швидкості електронів напрямок ДВ буде під тим чи іншим дзеркальним кутом до вісі цього резонатора.
ПРО ВИБІР ТИПУ СТАРТОВОГО КАТОДУ ДЛЯ ІМПУЛЬСНОГО МАГНЕТРОНА З ХОЛОДНИМ ВТОРИННО-ЕМІСІЙНИМ КАТОДОМ
Суворов О.М., Науменко В.Д., Мянд В.А.
254-258
Викладаються результати дослідження різних металопористих катодів з метою вибору стартового катоду для магнетрону трьохміліметрового діапазону. Було досліджено катоди зі стандартним просоченням, з додаванням окису кремнію і окису скандію до стандартного просочення, а також катоди із покриттям емісійної поверхні плівкою осмію. Результати випробувань показали, що всі чотири типи катодів по запасу активної речовини спроможні забезпечити потрібну довговічність 5000 год. Проте, по довговічності і відтворюваності якостей помітно вирізнялись катоди із плівкою осмію, які й були відібрані для використання в якості стартових для довговічних магнетронів. Випробування таких магнетронів, що зараз проводяться, підтверджують правильність цього вибору, бо кожний з них вже напрацював більше 5000 год. Це значно перевершує результати що досягнуто раніше для цього діапазону.
МЕТОД КОНФОРМНИХ ВІДОБРАЖЕНЬ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ВИСОКОЧАСТОТНИХ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ В УПОВІЛЬНЮЮЧИХ СИСТЕМАХ
ЧАСТИНА 2. ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНІ РІШЕННЯ ЕКВІВАЛЕНТНІ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИМ
Мільчо М.В.
259-268
Друга частина з циклу робіт у трьох частинах. Одержано допоміжне точне електродинамічне рішення для розімкнутої гребінки, яке являє собою результат падіння на поверхню гребінки сукупності хвиль як із вільного простору , так і з середини щілинних хвилеводів. Електричне поле цього рішення з великою точністю виражено через квазістатичне рішення, яке одержано у першій частині. Розглянуті так звані “вищі” допоміжні рішення, які отримуються при однакових потенціалах на пластинах розімкнутої гребінки. Рішення для конкретних уповільнюючих систем можуть бути отримані у вигляді лінійної комбінації усіх цих допоміжних рішень.
ДОСЛІДЖЕННЯ ГДВ З ОДНОСТУПЕНЕВИМ КОЛЕКТОРОМ-РЕКУПЕРАТОРОМ
Корнєєнков В.К., Лопатін І.В., Мірошниченко В.С., Тіщенко А.С.
269-274
Розглянуто особливості застосування методу рекуперації енергії “відпрацьованих” електронів для підвищення технічного ККД генератора дифракційного випромінювання (ГДВ). Проведено траєкторний аналіз руху електронного потоку в ГДВ з одноступеневим колектором-рекуператором та визначено гранично допустиме зниження потенціалу колектора, що не порушує стабільність роботи ГДВ. В експериментальному макеті ГДВ з одноступеневим колектором-рекуператором при рівні вихідної потужності P = 100 Вт одержано підвищення загального ККД з 11,5 до 25%.
ПРО РЕЖИМИ ЗБУДЖЕННЯ ГЕНЕРАТОРІВ МАГНЕТРОННОГО ТИПУ
Алексєєв Г.О.
275-278
Проведено аналіз режиму збудження променевого резонансного генератора М-типу з однорідним розподілом амплітуди синхронної поверхневої гармоніки ВЧ поля вздовж простору взаємодії в залежності від величини магнітного поперечного статичного поля за обліком зміни кінетичної та потенціальної енергій електронів. Показано, що підвищення поперечного статичного магнітного поля від «слабкого» до «безкінечного» приводить до зміни режиму збудження коливань від м’якого – до жорсткого.
ПРО РОБОТУ ДІОДА ГАННА З ДВОМА InP0,7As0,3-In0,4Ga0,6As АКТИВНИМИ ОБЛАСТЯМИ
Аркуша Ю.В., Прохоров Є.Д., Стороженко І.П.
279-286
За допомогою двохтемпературної моделі междолинного переносу електронів в напівпровіднику досліджена робота діода Ганна з послідовно з’єднаними InP0,7As0,3 и In0,4Ga0,6As активними областями. Отримані енергетичні та частотні характеристики діодів з різними типами металевого контакту на катоді (висота бар’єру 0,04 еВ). Визначено, що виходні характеристики діода з двома активними областями та з запірним металевим катодом є результатом складного взаімодіяння фізичних процесів, які відбуваються одночасно в двох областях. Найбільший потік вихідної потужності складає ~40 кВт/см2 на частоті ~42 ГГц при ефективності генерації ~20%. Діод з антизапірним металевим контактом працює, як діод з гетерокатодом, тобто в генерації коливань струму приймає участь тільки In0,4Ga0,6As область.
МОДЕЛЮВАННЯ ДІОДІВ ГАННА НА ОСНОВІ ВАРІЗОННИХ НАПІВПРОВІДНИКІВ
Стороженко І.П.
287-294
Розроблена двохтемпературну модель міждолинного переносу електронів у варізонному напівпровіднику. За допомогою цієї моделі проведене дослідження діодів Ганна на основі варізонного Inx(z)Ga1-x(z)As Склад напівпровідника x(z) лінійно залежить від координати у активній області діода. Показано, що роботу діода з варізонною активною областю визначає залежність від координати частоти релаксації електронів по концентрації в Г-долині Inx(z)Ga1-x(z)As. Якщо зазначена частота є функція з координати, що убуває (у Inx(z)Ga1-x(z)As це відбувається, якщо x(z) зростає) у діоді поширюються дипольні домени, якщо що не убуває, то заряджені шари. Максимальне значення потоку вихідної потужності ~6,5 кВт/см2 отримано в GaAs-In0,4Ga0,6As - діоді на частоті ~37 ГГц з ефективністю ~12%.
СТАТИСТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАВАД, ЯКІ ВПЛИВАЮТЬ НА СИГНАЛИ РАДАРУ ЧАСТКОВИХ ВІДБИТТІВ
Панасенко С.В., Чорногор Л.Ф.
295-303
Досліджені основні статистичні характеристики (розподіл огинаючих, авто- та крос-кореляційні функції квадратів огинаючих) радіозавад, присутніх в каналі поширення. Описані основні види завад, орієнтовні значення їхньої потужності та відносний вклад в умовах проведення вимірювань на середньочастотному радарі часткових відбиттів. Показано, що розподіл огинаючих підлягає закону Пуассона, що обумовлено переважно системними завадами від невеликого (не більше 20) числа радіостанцій, які працюють, як правило, в імпульсних режимах. Обчислений з експериментальних даних інтервал автокореляції інтенсивностей завад визначається частотою опитування сигналу на виході антен, що говорить про широкосмуговість завади. Відсутність помітної просторової та міжполяризаційної кореляцій вказує на те, що антени звичайно приймають завадові сигнали з різних напрямків боковими пелюстками діаграм спрямованостей.
МЕТОД ІДЕНТИФІКАЦІЇ СТОХАСТИЧНИХ ДЖЕРЕЛ
Кривенко С.А.
304-309
Описано метод ідентифікації, який може бути реалізований за допомогою мікропроцесорів. Новий метод дозволяє підвищити достовірність ідентифікації та не потребує тривалого навчання для кожного нового стохастичного джерела.