2005, том 10, № 1

ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОВЕРХНЕВИХ ХВИЛЬ, ЩО ПОШИРЮЮТЬСЯ УЗДОВЖ МЕЖІ ДВОХ ШАРУВАТО-ПЕРІОДИЧНИХ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ СТРУКТУР

Булгаков О. О., Ольховський Є. О.

7-12

Розглянуті електродинамічні властивості нового типу поверхневих хвиль, що поширюються уздовж межі двох різних шарувато-періодичних структур. Отримані аналітичні формули для дисперсії цих хвиль та проведені чисельні розрахунки дисперсійних кривих поверхневих хвиль. Встановлено, що є два типа хвиль: поверхневі хвилі, дисперсійна крива яких асимптотично прямує до гібридних плазмових частот, та поверхневі хвилі між „діелектричними зонами”, коли w » w_гибр. Досліджена залежність фазової швидкості у залежності від частоти зіткнення в напівпровіднику. Показано, що збільшення мінімальної швидкості хвилі обумовлено зростанням частки енергії у шарі з більшою дисипацією.

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ХАРАКТЕРИСТИК ВИПРОМІНЮВАННЯ ВІДКРИТОГО ХВИЛЕВОДА, ЩО ОДЕРЖАНО В РАМКАХ ТОЧНОЇ ТА АПЕРТУРНОЇ МОДЕЛЕЙ

Перов А. О., Ткаченко В. И., Кириленко А. О. 

13-19

Розглянуто задачі обчислення характеристик антен з круглою апертурою випромінювання. Розроблено строгі моделі рупорних та хвилеводних випромінювачів, що базуються на ключовому рішенні методом Вінера-Хопфа, які були використані для веріфікації наближення Кірхгофа.

ВПЛИВ МЕТАЛЕВОГО ДЗЕРКАЛА НА ВИМУШЕНІ КОЛИВАННЯ ШЕПОЧУЧОЇ ГАЛЕРЕЇ НАПІВСФЕРИЧНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО РЕЗОНАТОРА

Кириченко О. Я., Когут О. Е., Блудов Ю. В., Голубничая Г. В., Кутузов В. В., Максимчук І. Г., Солодовник В. А. 

20-24

Досліджено спектр резонансних коливань Н-типу діелектричного резонатора, який має вигляд півкулі з металевим дзеркалом в екваторіальній площині та без нього. Знайдено, що на відміну від коливань Е-типу коливання Н-типу можна збудити і без дзеркала, що раніше рахувалось неможливим. При цьому спостерігається розрідження спектра та збільшення добротностей цих коливань. Крім цього встановлені границі областей локалізації поля шепочучої галереї та розподіл інтенсивності його по поверхні резонатора.

ХВИЛЕВОДНІ ФІЛЬТРИ НА ЄМНІСНИХ ДІАФРАГМАХ З ДОДАТКОВИМИ ПОЛЮСАМИ ЗАПИРАННЯ

Мосьпан Л. П., Сенкевич С. Л., Ткаченко В. І. 

25-39

Запропоновано нову конструкцію смугових фільтрів з безпосередніми зв’язками, що забезпечують унесення додаткових полюсів запирання. Унесення полюсів запирання здійснюється шляхом прорізання у ємнісних діафрагмах фільтра додаткових щілин, орієнтованих паралельно широким стінкам хвилевода. Такий засіб унесення додаткових полюсів не приводе до зростання розмірів фільтра. Модифікація діафрагм фільтра приводе до незначної зміни їх К-інверторів, останні легко підстроювати до необхідного значення. Розміри додаткових щілин, що прорізано у діафрагмах, визначають розташування та добротність додаткових полюсів затухання. Останні при цьому можуть бути розташовані як у паразитній смузі пропускання , так і в перехідній області основної смуги. Наведено чисельне моделювання смуго-пропускаючих фільтрів у хвилеводах перерізом 23´10 мм² та 19,05´9,53 мм², що демонструє збільшення частотної селективності та поширення смуги запирання без будь-якого погіршення характеристики у смузі пропускання. Наведено також зразок синтеза фільтра нижніх частот з низьким рівнем втрат у смузі пропускання.

СТРОГА ДВОМІРНА МОДЕЛЬ ЕФЕКТУ ПЕРЕТВОРЕННЯ ПОВЕРХНЕВИХ ХВИЛЬ В ОБ’ЄМНІ

Кириленко А. О., Стешенко С. А. 

30-38

Побудовано строгу математичну модель розсіювання власних електричних хвиль планарного діелектричного хвилеводу на скінченій кількості канавок, що вирізані на поверхні ідеально провідного екрана. Такі структури широко використовуються у антенах дифракційного випромінювання, що використовують ефект перетворення поверхневих хвиль в об’ємні. Окремо розглянуто випадки кінцевого і нульового проміжків між хвилеводом та екраном. Досліджено вплив степеня зв’язку на дифракційні характеристики антени.

ОБЧИСЛЕННЯ МАТРИЦІ РОЗСІЮВАННЯ ПЛОСКОГО З’ЄДНАННЯ ПОРОЖНИСТИХ РЕГУЛЯРНИХ ХВИЛЕВОДІВ ДОВІЛЬНОГО ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ

Дон Н. Г. 

39-44

Окреслено схему розв’язку задачі про плоско-поперечне з’єднання порожнистих регулярних хвилеводів довільного поперечного перерізу з ідеально провідними стінками. Для обчислення коефіцієнтів зв’язку між хвилеводними модами використано контурне інтегрування. Метод протестовано на прикладі співвісного з’єднання двох круглих хвилеводів. Описаний підхід є ключовим етапом розв’язку більш складної задачі аналізу складних хвилеводних пристроїв.

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДИФРАКЦІЇ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ХВИЛІ НА РЕЗИСТИВНОМУ ДИСКУ

Балабан М. В. 

45-50

Розглядається задача дифракції електромагнітної хвилі на нескінченно тонкому резистивному диску. Будується строга математична модель задачі – система зв’язаних парних інтегральних рівнянь. Отримана система зводиться до двох “канонічним” парним інтегральним рівнянням, що еквівалентні інтегральним рівнянням Фредгольма другого роду.

АКСИАЛЬНО-СИМЕТРИЧНІ ВЛАСНІ КОЛИВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ТИПУ У ВІДКРИТОМУ РЕЗОНАТОРІ ІЗ СФЕРИЧНИМИ ДЗЕРКАЛАМИ

Свiщoв Ю. В. 

51-61

Побудована точна математична модель, яка описує аксиально-симетричні власні коливання електричного типу відкритих резонаторів (ВР) із сферичними дзеркалами. Допускаючи , що спектр комплексних власних частот ВР існує, доказана його дискретність, скінченократність, причому з єдиною точкою згущення на нескінченості. Проведено теоретичний аналіз спектральних характеристик ВР у випадку, коли довжина хвилі має такий же порядок, як і геометричні параметри резонатора. Встановлені межі, де мають місце відомі асимптотичні моделі ВР.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ФЛУКТУАЦІЙ СИГНАЛУ НВЧ ДІАПАЗОНУ ПІД ЧАС СОНЯЧНИХ ПРОТОННИХ ПОДІЙ

Гончаренко Ю. В., Гутнік В. Г., Ківва Ф. В. 

62-69

Розглянуто результати експерименту по прийманню НВЧ сигналу геостаціонарного супутника, що видно з точки прийому під кутом місця 4,5°. Показано, що характерною особливістю прийнятого сигналу є значне зростання флуктуацій під час сонячної протонної події великої потужності. На основі відомих моделей проведено оцінку впливу іоносферних та тропосферних ефектів, пов’язаних з сонячними спалахами на параметри каналу зв’язку. Показано, що, діючи незалежно, розглянуті механізми сонячно-земних зв’язків не можуть забезпечити змін інтенсивності сигналу, які було зареєстровано в експерименті.

ВІДНОВЛЕННЯ ПРОФІЛЮ СТРУКТУРНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЕФІЦІЄНТА ПЕРЕЛОМЛЕННЯ ТРОПОСФЕРИ ПО КОРЕЛЯЦІЙНИХ ФУНКЦІЯХ ПОЛЯ

Алексєєв Г. О., Бєлоброва М. В. 

70-76

Проведено аналіз методу чисельного рішення зворотної задачі радіопросвічування турбулентної, стохастично неоднорідної тропосфери сферичної радіохвилею, заснованого на переході до рівняння із самосполученим оператором і наступним використанням методу регулярізації Бакушинського. Показано, що при оптимальних параметрах регуляризуючого алгоритму метод дозволяє відновлювати висотний профіль структурної характеристики коефіцієнта переломлення тропосфери по поперечним просторовим кореляційним функціям амплітудних флуктуацій з досить високою точністю в широкому діапазоні станів турбулентної, стохастично неоднорідної тропосфери.

ПОКРАЩЕННЯ ОСНОВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИНТЕЗОВАНИХ ДІАГРАМ СПРЯМОВАНОСТІ МЕТОДОМ КОМПАРУВАННЯ

Гламаздін В. В., Лукін К. О., Скресанов В. М. 

77-84

Розглянуто новий метод азимутального стиску під час обробки сигналів цифрових радіолокаторів синтезованої апертури. Метод засновано на логічній процедурі порівняння двох синтезованих діаграм спрямованості, що розраховуються з одного масива даних траєкторного сигналу шляхом зважування за допомогою відповідних антенних вікон. У залежності від наслідку порівняння формується компарована діаграма спрямованості. Показано, що застосування компарованої діаграми спрямованості збільшує розрізнення, знижує рівень побічних пелюстків і розширює динамічний діапазон виявлення цілей у порівнянні з обробкою сигналів за допомогою антенних вікон оптимальних по дольф-чебишевському критерію.

АНАЛІЗ ВАРІАЦІЙ ПАРАМЕТРІВ ШУМАНОВСЬКОГО РЕЗОНАНСУ, ЗВ’ЯЗАНИХ З СОНЯЧНИМИ ПРОТОННИМИ ПОДІЯМИ

Швець О. В., Ніколаєнко О. П., Бєляєв Г. Г., Щекотов О. Ю. 

85-97

Проведено детальний аналіз спектрів природного електромагнітного поля  в діапазоні частот шумановського резонансу під час найбільш потужних сонячних протонних подій (СПП), які мали місце у 2000-2003 рр. Зниження пікових частот, пов’язаних з СПП підтверджено результатами вимірювань у двох глобально рознесених пунктах (Карелія та Камчатка). Знайдено істотну різницю у величині ефектів за різними компонентами поля. У межах теорії розповсюдження ННЧ радіохвиль проінтерпретовані ефекти, що спостерігалися, аномальних відхилень пікових частот резонансів, причини яких, в основному, пов’язані з виникненням полярних неоднорідностей в нижній іоносфері.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПЛОСКИХ ДІЕЛЕКТРИЧНИХ ДИСКОВИХ АНТЕН

Андронко А. С., Іванченко І. В., Попенко Н. О., Хруслов М. М. 

98-101

Приведені експериментальні дослідження плоских діелектричних дискових антен з різними діелектричними підкладками та випромінюючими елементами. Параметри прототипів антен обирались за умови збудження у розглянутій електродинамічній структурі ТМ₀₁ моди згідно з теоретичними розрахунками [1]. Встановлено, що використання підкладок з різноманітними діелектричними проникностями приводить до зміни форми діаграми спрямованості і інтенсивності поля в її пелюстках. Вказано на зростання потужності випромінювання у зовнішнє середовище, а також збільшення частотної смуги при використанні випромінюючих елементів з більшою діелектричною проникністю (e_d =90).

СПІНОВА ФІЛЬТРАЦІЯ ЕЛЕКТРОННИХ СТРУМІВ У НАПІВМАГНІТНИХ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ НАНОСТРУКТУРАХ

Белецкий Н. Н., Борисенко С. А. 

102-108

Досліджено спінову фільтрацію електронного струму у наноструктурі на основі напівмагнітних напівпровідників типу ZnMnSe. Показано, товщини шарів наноструктури та концентрація Mn у шарах можуть бути вибрані у такий засіб, що спінова поляризація електронного струму може досягати дуже великих значень у порівняно малих зовнішніх постійних магнітних полях. Знайдено, що величину та знак спінової поляризації електронного струму можна змінювати за допомогою напруги зміщення на напівмагнітній наноструктурі. Виявлено, що зміна знаку спінової поляризації електронного струму пов’язана з резонансним тунелюванням електронів зі спіном вгору через двобар’єрний енергетичний потенціал, який формується у наноструктурі завдяки підбору складу напівмагнітних шарів.

МЕТОД РОЗРАХУНКУ ЛАВИННИХ p-n ПЕРЕХОДІВ У РЕЖИМІ АВТОГЕНЕРАЦІЇ

Лукін К. О., Максимов П. П. 

109-115

Запропоновано метод кінцевих різниць для розрахунку лавинних  переходів у режимі автогенерации. Показано, що знайдене цим методом рішення системи нелінійних рівнянь дифузійно-дрейфової моделі  переходів задовольняє граничним умовам на рухливих границях збідненої області й умовам безперервності на границі розділу  й  областей. Приведено результати розрахунку щільності зарядів, електричного поля та електричного потенціалу лавинних GaAs переходів.

РЕЗОНАНСНЕ РОЗСІЮВАННЯ МАЛОЇ ЧАСТКИ ВІД ПОВНІСТЮ ВІДБИВАЮЧОЇ ПЕРІОДИЧНО ШОРСТКОЇ ПОВЕРХНІ

Басс Ф. Г., Михайлова Д. В., Просенцов В., Ресник Л. 

116-122

Використовуючи методи локальних збурювань і інтегрального рівняння, досліджується розсіювання хвиль на малій частці довільної форми. Частка розташована над зовсім відбиваючою періодичною шорсткуватою поверхнею. Розраховано повне поле, що поширюється в півпросторі над цією поверхнею. Для випадку, коли частка знаходиться на великій відстані від поверхні, отримані резонансні частоти розсіяних полів.

АНАЛІЗ ЗОННОЇ СТРУКТУРИ 1d І 2d ФОТОННИХ КРИСТАЛІВ МЕТОДОМ ЗВ’ЯЗАНИХ ХВИЛЬ

Фітьо В. М., Бобицький Я. В., Лаба Г. П. 

123-131

У класичному методі розрахунку зонної структури фотонного кристалу електромагнітне поле хвилі, що поширюється у кристалі, розкладають по плоских хвилях. Задача пошуку дозволених частот для хвильового вектора в першій зоні Бріллюена зводиться до пошуку власних значень і власних векторів відповідної матриці розмірністю, яка забезпечує необхідну точність знаходження дозволених частот. Завдяки повільній збіжності розкладу по плоских хвилях необхідно розв’язувати матричне рівняння великої розмірності, що вимагає значних часів розрахунку. Метод знаходження дозволених частот, що запропоновано, ґрунтується на методі зв’язаних хвиль (МЗХ) при відповідній постановці краєвих періодичних умов. Особливо цей метод простий для 1D фо-тонних кристалів, який полягає у розв’язку задачі на власні значення типу ТХ = r X, і перевірці, чи дорівнює одиниці модуль власного значення r. Розмірність квадратної матриці Т дорівнює 2 ´ 2. Задача такого типу на власні значення виникає через використання так званого Т-алгоритму, який для 1D фотонного кристала стійкий. Для 2D фотонних кристалів розв’язок також зводиться до задачі на власні значення типу ТХ = r RX, котра виникає в наслідок використання стійкого чисельного S-алгоритму. Розмірність матриць Т і R дорівнює 2N ´ 2N, де N – число зв’язаних хвиль. Частота буде дозволена, якщо власне значення за модулем дорівнює одиниці. В пропонованому методі з точки зору точності розрахунків розмірність матричного рівняння 2N ´ 2N еквівалентна розмірності N ² ´ N ² класичного методу. Розроблено стійкий S-алгоритм розрахунку. Проведено розрахунки зонної структури 1D і 2D фотонних кристалів найпростішої будови. Отримано залежності точності розрахунку від числа зв’язаних хвиль, причому N змінювалось від 1 до 29.

РЕЖИМ ІНЖЕКЦІЇ АНТИЗАПОРНОГО КОНТАКТУ МЕТАЛ M НАПІВПРОВІДНИК N-ТИПУ

Шеховцов М. О. 

132-138

Розглянуто процеси в області просторового заряду (ОПЗ) антизапорного контакта, які лімітують струм інжекції, та також процеси, що перешкоджають зниженню прямою напругою контактної різниці потенціалів U_k до нуля. Розглянуто процеси зростання струму через m-n контакт після зниження U_k до мінімума.

ПРО ВПЛИВ ІОНІВ НА РОЗПОДІЛ СТАТИЧНОГО ПОТЕНЦІАЛУ В ПРИЛАДАХ О-ТИПУ З ТРИВАЛОЮ ВЗАЄМОДІЄЮ

Алексєєв Г. О. 

139-142

Вирішено задачу про вплив іонів залишкового газу на розподіл статичного потенціалу в поперечному перерізі плоскопаралельного каналу, що містить стрічковий електронний пучок. Вивчено особливості формування природної іонної пастки в залежності від параметра компенсації електронного заряду, температури іонного газу, коефіцієнта заповнення каналу електронним потоком і коефіцієнта асиметрії його розташування. Результати можуть бути використані при конструюванні приладів О-типу з тривалою взаємодією.

НЕЛІНІЙНА ДИНАМІКА ЕЛЕКТРОНІВ В СИСТЕМАХ ОРБІТРОННОГО ТИПУ

Кириченко Ю. В. 

143-149

Виконано нелінійний аналіз обміну енергією нерелятивістських електронів з основною хвилею, що обертаються у коаксіальному резонаторі із схрещеними радіальним електростатичним та аксіальним магнітним полями. Запропоновано спосіб збільшення ККД систем орбітронного типу, що ґрунтується на фазовій селекції електронів, внаслідок якої електрони з несприятливою для генерації фазою виводяться із простору взаємодії. Отримано співвідношення для параметрів електрона, хвилі та резонатора, що дозволяє здійснити оптимальний режим фазової селекції. Якщо вводити електрони з торця резонатора, то ККД такої системи більш, ніж у два рази перевищить ККД систем орбітронного типу. Показано, що введення аксіального магнітного поля додатково до радіального електростатичного дозволяє майже у два рази збільшити ККД.

СУБМІЛІМЕТРОВИЙ ЛАЗЕР З ПЛАВНОЮ ПЕРЕСТРОЙКОЮ ЧАСТОТИ ВИПРОМІНЮВАННЯ В МЕЖАХ КОНТУРУ ПОСИЛЕННЯ

Радіонов В. П. 

150-153

Описано лазер субміліметрового діапазону, який можна налаштовувати на потрібну частоту в межах діапазону перебудови, що задається шириною спектральної лінії активної речовини. Вимірювання і настроювання здійснюються за допомогою мікрометричного механізму переміщення дзеркала, обладнаного додатковою рухливою шкалою з розрахованими значеннями частоти.

ДЕЯКІ ОСОБЛИВОСТІ ВПЛИВУ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НВЧ І НЗВЧ ДІАПАЗОНІВ НА НАСІННЯ РОСЛИН ТА МІКРООРГАНІЗМИ

Коваленко О. І., Ківва Ф. В., Калініченко С. В., Сукач Л. О. 

154-163

На протязі 2000-2003 рр. проведені теоретичні та експериментальні дослідження особливостей дії електромагнітних випромінювань (ЕВ) надвисоких (НВЧ) та надзвичайно високих (НЗВЧ) діапазонів частот на насіння ячменю, соняшнику, редису та культури коринебактерій: C.d. gravis tox+, C.d. gravis слабо tox+, C.d. mitis tox+, C.d. belfanti tox+, C. ulcerans tox+. Перед опроміненням досліджуємі об`єкти готувалися згідно з державними стандартами (ДСТУ) та рекомендованими методиками [1-3]. В НВЧ діапазоні опромінення проведені в діапазоні f = 2450±50 МГц при середній потужності P<sub>ср</sub> = 100-1000 Вт (імпульсна потужність P<sub>i</sub> = 1 кВт, шпаруватість n = T/Τ<sub>i</sub> = 1-10). В НЗВЧ діапазоні використовувались генератори ГЧ-141 та ГЧ-142, що випромінюють радіохвилі в смузі частот f = 37,5-78,33 ГГц при середній потужності P<sub>ср</sub> = 1-5 мВт. Знайдені різниця в біологічних відгуках, що проходять в біологічних об`єктах при їх нагріванні в НВЧ полі та в термостаті, а також можливість модифікації біологічної активності насіння рослин та культур бактерій внаслідок дії НЗВЧ низької потужності. Особливої уваги заслуговує репарація енергії проростання насіння, попередньо пригніченої тепловою дією.

ВПЛИВ ГЛИБИНИ ПРОНИКНЕННЯ ПОЛЯ В РІДИНУ З ВЕЛИКИМИ ВТРАТАМИ НА СПЕКТРАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСКОВОГО КВАЗІОПТИЧНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО РЕЗОНАТОРА

Лавринович О. А. 

164-168

Подано результати експериментальних досліджень впливу рідин з великими втратами на характеристики дискового квазіоптичного діелектричного резонатора з хвилями типу шепочучої галереї. Вперше знайдено, що у ацетоні, як і у воді, спостерігається ефект негативного частотного зсуву при зміні діаметра капіляра d. Точка зміни знака зсуву частоти для ацетону спостерігається при більших значеннях d, ніж у води, що пов’язано з глибиною проникнення поля в рідину. Визначено максимальні значення діаметра капіляра, які можна використовувати при дослідженні рідин з великими  втратами.

КВАЗІОПТИЧНИЙ ФАЗОВИЙ ЗСУВАЧ ЧАСТОТИ З ФАЗОВИМИ СЕКЦІЯМИ З КРИСТАЛІЧНОГО КВАРЦУ

Безбородов В. І., Кісельов В. К., Яновський М. С. 

169-172

Розглянуто фазовий зсувач частоти (ФЗЧ) для квазіоптичної лінії передачі з фазовими секціями з кристалічного кварцу і поляризаторами, що виконані на базі частоперіодних дротових ґраток. ФЗЧ призначений для роботи у терагерцовому діапазоні на частоті f₀ = 0,89 ТГц. Розглянуто вплив відхилення диференційного фазового зрушення в секціях на спектр вихідного сигналу, а також вплив неузгодженості секцій на спектр відбитого сигналу. У смузі частот ± 5% f₀ рівні побічних складових спектра вихідного сигналу ФЗЧ складають не більш -40 дБ, а рівні зрушеної і дзеркальної спектральних компонентів відбитого сигналу - не більш -70 дБ щодо рівня корисного сигналу зрушеної частоти.