2005, том 10, спеціальний випуск

БАГАТОРЕЗОНАТОРНІ МАГНЕТРОНИ З ХОЛОДНИМ ВТОРИННО-ЕМІСІЙНИМ КАТОДОМ: ДОСЯГНЕННЯ, ПРОБЛЕМИ, ПЕРСПЕКТИВИ

Гріцаєнко С. В., Єрьомка В. Д., Копоть М. А., Кулагін О. П., Науменко В. Д., Суворов А. Н.

499-529

Подано огляд результатів досліджень імпульсних магнетронів із холодним вторинноемісійним катодом, які функціонують в міліметровому діапазоні хвиль, магнетронів із боковим катодом та коаксиальних магнетронів сантиметрового діапазону хвиль, що виконані в Інституті радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України (ІРЕ НАНУ) в 1955-2005 рр. та в Радіоастрономічному інституті НАН України (РІ НАНУ) в 1985-2005 рр. Розглянуто особливості конструкцій магнетронів, режими їх роботи, енергетичні характеристики. Приведені параметри низки конструкцій магнетронів. Коротко описані результати теоретичних та експериментальних досліджень, а також використання магнетронів із холодним катодом. Показано, що використання холодних вторинноемісійних катодів дозволяє суттєво збільшити термін служби як магнетронів сантиметрового діапазону, так і магнетронів міліметрового діапазону, покращити їх енергетичні характеристики та розширити функціональні можливості. Показано, що в інтервалі частот 35 – 150 ГГц магнетроні генератори, які працюють на вищих просторових гармоніках електромагнітного поля не -виду коливань, мають параметри, які відповідають потребам практики.

ДОСЛІДЖЕННЯ З НЕЛІНІЙНОЇ ДИНАМІКИ РЕЗОНАНСНОГО ГЕНЕРАТОРА О-ТИПУ З ТРИВАЛОЮ ВЗАЄМОДІЄЮ

Корнієнко Ю. В.

530-549

У статті подано огляд результатів досліджень, виконаних за останні роки в ІРЕ у галузі нелінійної динаміки найпростішого генератора О-типу з тривалою взаємодією. Проаналізовано різноманітні можливі підходи до опису такого генератора, розглянуто характер руху електронів у пучці та різні можливі способи його опису, досліджено умови м’якого та жорсткого збудження коливань у такому генераторі. Показано, що такий генератор в одномодовому режимі може мати багато стійких станів генерації. Показано, що традиційний опис руху електронів за допомогою ряду за малою безрозмірною амплітудою хвилі є придатним для точного визначення значень кутів прольоту, при яких починаються зони жорсткого збудження, але не придатним для оптимізації приладу за коефіцієнтом корисної дії.

РОЗВИТОК ДИФРАКЦІЙНОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ (ДОСЯГНЕННЯ ТА ПРОБЛЕМИ)

Цвик О. І.

550-569

Наводяться наукові результати дифракційної електроніки, які одержані при дослідженнях дифракційного випромінювання (ДВ), генерації та підсилення електромагнітних хвиль електронним потоком у відкритих електродинамічних структурах з дифракційною граткою. Аналізується тонка структура ДВ (випромінювання Сміта-Парсела) та фізичні процеси перетворення енергії електронного потоку у генераторах дифракційного випромінювання (ГДВ), включаючи відбивний ГДВ, імпульсний ГДВ, малогабаритній ГДВ, ГДВ з дифракційною граткою типу ланцюжка пов’язаних резонаторів та в інших запропонованих і досліджених пристроях. Наводиться зрівняльних аналіз досягнень у дифракційній електроніці в Україні, Росії, США та в інших країнах.

ТЕОРІЯ, ТЕХНІКА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВИБУХОВОМАГНІТНИХ ГЕНЕРАТОРІВ РАДІОХВИЛЬОВОГО ДІАПАЗОНУ

Аджієв А. Х., Сошенко В. А., Ситнік О. В.

570-580

Виконано аналітичний огляд конструкцій вибуховомагнітних генераторів радіохвильового діапазону. Дослід-жені особливості роботи таких приладів. Встановлені умови виникнення та зриву коливань. Досліджені частотні властивості генераторрів різних конструкцій. Запровановано способи сполучення з навантаженням та методи перетворення спектру сигналу вздовж частотного діапазону.

МІКРОХВИЛЬОВИЙ ЕЛЕКТРОДНИЙ РОЗРЯД ПРИ АТМОСФЕРНОМУ ТИСКУ ГАЗУ

Кириченко О. Я., Мартинюк С. П., Моторненко О. П., Скуратівський И. Г. 

581-585

Досліджено енергетичні характеристики і геометричні параметри мікрохвильового електродного розряду в формі факелу, який ініційований на кінці штирової антени в потоці аргону. Проведено порівняння цих залежностей з аналогічними даними, які одержані на відомому коаксіальному плазмотроні малої потужності.

ГІПЕРЗВУКОВІ ЛІНІЇ ЗАТРИМКИ НВЧ СИГНАЛІВ

Ганапольський Є. М.

586-599

Гіперзвукові лінії затримки (ГЛЗ) сигналів НВЧ були вперше запропоновані в ІРЕ НАН України в 1961 р. За минулий час створено фізичні основи ГЛЗ та сформовано новий науково-технічний напрямок в розробці запам’ятовуючих пристроїв, що призначені для обробки радіолокаційних НВЧ сигналів. В статті дано огляд основних результатів виконаних в ІРЕ НАН України робіт у цьому напрямку. Розглянуті принципи, на яких базується перетворення електромагнітних хвиль НВЧ у гіперзвукові хвилі. Описано метод збудження та прийому гіперзвука за допомогою поверхневої сповільненої електромагнітної хвилі та метод "точкового" перетворення з використанням п’єзоелектричних плівок з ZnO. Розглянуті основні механізми поглинання гіперзвука в кристалічних звукопроводах при кімнатній та кріогенній температурах. Описано відкритий та вивчений в ІРЕ НАН України ефект обертаючого розсіяння подовжнього гіперзвука в діелектричних кристалах – звукопроводах при низьких температурах. Описано конструкції широкосмугових ГЛЗ з неохолоджуваним звукопроводом й ГЛЗ, в яких застосовується ефект обертаючого розсіяння гіперзвука.

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ КІРАЛЬНИХ ХВИЛЕВОДІВ

Комар Г. І., Поєдинчук А. Ю.

600-617

Проведено аналіз фізичних особливостей поведінки мод у хвилеводі, який заповнено кіральним середовищем. Побудовані математична та фізична моделі їх розповсюдження, запропоновано класифікацію мод. Показано, що модам кіро-хвилевода властива така ж корнева особливість для дисперсії, як і для некірального хвилевода: однаково всім модам кіро-хвилевода властива модова трансфігурація, що визначає непростий характер поведінки результативних дисперсійних кривих. Для мод кірохвилеводів характерні: зв’язки між поляризаціями, зв’язки між типами хвиль, схрещення дисперсійних кривих, просторове „бовтання” та послідовні зміни значень власної функції при зміні положення робочої точки вздовж дисперсійної кривої (модова трансфігурація). Кіро-хвилевод здійснює поляризаційну селекцію хвиль, які в ньому розповсюджуються таким чином, що при більших значеннях постійної розповсюдження в кірохвилеводі можуть мати місце тільки право-поляризаційні хвилі. Причина цього явища – модова трансфігурація.

ЗАГОРИЗОНТНА РАДІОЛОКАЦІЯ В ДЕКАМЕТРОВОМУ ДІАПАЗОНІ ХВИЛЬ

Хоменко С. І.

618-632

Подано результати робіт по розробці і створенню загоризонтної радіолокаційної станції ( ЗГ РЛС )поверхневої хвилі декаметрового діапазону, що були виконані в ІРЕ НАН України. Розпочаті роботи по створенню ЗГ РЛС під керівництвом С. Я. Брауде в 1949-1951 рр. і продовжені І. С. Тургєнєвим у відділі радіолокації і радіонавігації. Показано, що надводні об’єкти можуть виявлятися на дальностях 200 – 250 км. Такою РЛС вирішується ряд задач в інтересах різноманітних міністерств і відомств України.

ПРОБЛЕМИ ТА ШЛЯХИ РОЗВИТКУ НАДШИРОКОСМУГОВОЇ ВІДЕОІМПУЛЬСНОЇ ГЕОРАДІОЛОКАЦІЇ

Масалов С. О., Почанін Г. П. 

633-640

Проаналізовано проблеми, що існують в сучасній надширокосмуговій (НШС) відеоімпульсній георадіолокації. Розглянуто можливі шляхи подальшого розвитку радіолокаційної техніки. Запропоновано підходи до вирішення задачі підвищення якості первинної радіолокаційної інформації.

ІСТОРІЯ ВИЯВЛЕННЯ РОЗЩЕПЛЕННЯ ВЛАСНИХ ЧАСТОТ РЕЗОНАТОРА ЗЕМЛЯ - ІОНОСФЕРА

Ніколаєнко О. П.

641-651

Описано історію спостерігання розщеплення резонансних частот резонатора Земля–іоносфера. Зняття вирод-ження резонансних частот глобального резонатора виникає завдяки анізотропії іоносферної плазми, що знаходиться в магнітному полі Землі. Розщеплення не спостерігається в спектрах інтенсивності природного радіосигналу, оскільки відміни власних частот менші, ніж ширина резонансних піків. Ефект можна спостерігати якщо скористатися відміни розподілу поля у просторі, включаючи його поляризацію: центральним частотам мультиплетів відповідають стоячі хвилі, а боковим власним частотам – хвилі, що беруть з заходу на схід та зі сходу на захід. Просторовий розподіл вертикального електричного поля вивчався наприкінці 1960-х – початку 1970-х рр. Було виконано синхронну та когерентну реєстрацію у рознесених пунктах прийому. Результати спостерігань інтерпретувалися як детектування розщеплення власних частот. Пізніше було показано, що данні допускають інше пояснення. Розщеплення власних частот проявляється також і в тому, що схрещені горизонтальні магнітні компоненти поля здвигнуті за фазою, и з’являється еліптична поляризація. Вимірювання 1980-х років знайшли еліптичну поляризацію, але її частотні зміни відрізнялися від тих, що очікувались виходячи із елементарних розміркувань. Відповідні розрахунки були виконані та опубліковані нещодавно, проведено  порівняння із спеціальним сучасним експериментом. Так було доказано, що розщеплення власних частот порожнини Земля - іоносфера дійсно спостерігаються експериментально. На частотах глобального резонансу переважають бокові частоти мультиплетів, та в більшій частині порожнини Земля–іоносфера спостерігаються хвилі, що біжать із заходу на схід. Використання даних вимірювань дозволило одержати оцінку параметра гіротропії для плазми нижньої іоносфери, що дорівнює приблизно одиниці.

СТАТИСТИЧНИЙ ПІДХІД ДО ФІЛЬТРАЦІЇ ТА ІНФОРМАТИВНІСТЬ ЗОБРАЖЕННЯ

Корнієнко Ю. В.

652-676

Викладено байєсівський статистичний підхід до фільтрації сигналів, розроблений ще у часи Лапласа та Гауса і розвинутий у наступні століття, та його використання при фільтрації зображень. Розглянуто інформативність експерименту, що призводить до отримання зображень. У ролі цілком природної адитивної кількісної міри інформативності використовується інформаційний оператор Фішера. Наведено приклади конкретних результатів застосування цього підходу до розв’язання практичних задач: розроблені в ІРЕ НАН України фотоклінометричний метод визначення рельєфу поверхні та інтерферометричний метод формування зображень об’єкта при його спостереженні крізь турбулентну атмосферу. Дано короткий огляд інших результатів у галузі обробки зображень, що отримані в ІРЕ НАН України з 1970 р.

ФІЗИЧНІ ПРИНЦИПИ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ПОБУДОВИ БІОПОЛІМЕРІВ

Малєєв В. Я., Шестопалова А. В.

677-699

Подано огляд основних результатів в області молекулярної біофізики, що були отримані у відділі біофізики Інституту радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України. Головним напрямком досліджень відділу в цій області є вивчення фізичних принципів побудови та властивостей надважливих макромолекул бiологiчного походження - бiлкiв та нуклеїнових кислот, насамперед, ДНК. Ці дослідження включають: (1) проблему зв’язку структури макромолекул з їх спектральними властивостями; (2) проблему стабiльностi бiополiмерiв у водному оточенні та пов’язану з нею проблему гiдратацiї бiомолекул при різних зовнiшних умовах, в тому числі, при взаємодії бiообєктів з електромагнітним випромінюванням мiлiметрового та сантиметрового дiапазонiв довжин хвиль; (3) проблему з’ясування молекулярних механiзмiв впливу iонiзуючої радiацiї на бiосистеми; 4) проблему взаємодії ДНК з низькомолекулярними біологічно активними речовинами.