2008, том 13, спеціальний випуск
ГЕНЕРАТОРИ ДИФРАКЦІЙНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ШЛЯХУ ДО ТЕРАГЕРЦІВ
В. С. Мірошниченко
290-300
Простежено шлях з 1968 р., який пройшли розробники генераторів дифракційного випромінювання (ГДВ) в ІРЕ ім. О. Я. Усикова НАН України при опануванні терагерцевого діапазону. Розглянуто особливості побудови електродинамічних систем субміліметрових ГДВ, технологічні труднощі виготовлення дифракційних ґраток. Наведено результати сучасних досліджень ГДВ на шляху до терагерцевого діапазону. Розглянуто методи боротьби із збудженням конкуруючих режимів поверхневих хвиль, проаналізовано особливості використання взаємодії електронного потоку з вищими просторовими гармоніками поля дифракційних ґраток, а також переваги використання багатокаскадного простору взаємодії в ГДВ при просуванні в терагерцевий діапазон.
ФОРМУВАННЯ ЕЛЕКТРОННИХ ПОТОКІВ З КРИВОЛІНІЙНИМ РУХОМ ДЛЯ ПРИЛАДІВ ТИПА ЛВЕ ТА МЦР
Б. П. Єфімов, О. М. Кулешов
301-314
Репрезентовано результати теоретичних й експериментальних досліджень за останні роки з формування криволінійних електронних потоків, що рухаються в ондуляторі Мотца та магнетронно-інжекторних гарматах при низьких прискорювальних напругах. Наведено траєкторний аналіз руху електрона у формуючих системах залежно від співвідношення повздовжньої та поперечної компонент магнітного поля, виявлено вплив перехідної зони фокусування (адіабатичного вводу електронного пучка) на якість формування електронного потоку в робочому просторі. Розглянуто осцилограми шумового випромінювання з області взаємодії формуючих систем для різних електричних режимів. Показана можливість побудови джерел магнітогальмівного випромінювання в разі низьких прискорювальних напругах у декілька кіловольт.
ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ КЛІНОТРОНІВ МІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ ДОВЖИН ХВИЛЬ
Є. Є. Лисенко, О. Ф. Пішко, В. Г. Чумак, С. А. Чурилова
315-320
Подано результати розробки та впровадження пакетованих клінотронів безперервної дії міліметрового діапазону довжин хвиль (частоти 58-300 ГГц). Наведені енергетичні та частотні характеристики приладів. Вказані можливості удосконалення приладів та розширення області їх застосування.
РОЗВИТОК НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У ВІДДІЛІ ФІЗИЧНИХ ОСНОВ РАДІОЛОКАЦІЇ ІРЕ НАН УКРАЇНИ
Г. І. Хлопов, С. І. Хоменко
321-332
У роботі відображено діяльність відділу фізичних основ радіолокації в період 1955-2008 рр. Показано процес розвитку відділу, подано найбільш значимі наукові результати фундаментальних досліджень в області загоризонтного розповсюдження радіохвиль та систем загоризонтної радіолокації в діапазоні від декаметрових радіохвиль до НВЧ діапазону, діагностики умов розповсюдження радіохвиль з використанням малогабаритних рефрактометрів і радіовипро-мінювання космічних об'єктів, вивчення спектральних характеристик зворотного розсіювання від морської поверхні надводних й повітряних об'єктів, а також когерентної радіолокації в короткохвильовій частині міліметрового діапазону. Крім того, подано основні результати прикладних досліджень, зв'язаних із створенням радіолокаційних комплексів для попередження небезпечних явищ природи, датчиків для систем охоронної сигналізації та контролю викидів шкідливих речовин у виробництві.
РОЗВИТОК МЕТОДІВ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ ЗЕМЛІ В ІРЕ НАН УКРАЇНИ
В. К. Іванов, С. Є. Яцевич
333-343
Розглянуто історію розвитку радіофізичних методів та засобів дистанційного зондування поверхні Землі з аерокосмічних носіїв в Інституті радіофізики і електроніки ім. Я. Усикова НАН України в другій половині XX-го століття. Надано основні характеристики космічних і авіаційних радіолокаторів бічного огляду. Обговорюються отримані результати і перспективи розвитку дистанційних методів.
ШУМОВА РАДІОЛОКАЦІЯ МІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ
К. О. Лукін
344-358
Стисло викладено результати досліджень і розробок в області шумової радарної технології, виконаних у відділі нелінійної динаміки електронних систем. Описано генератори хаотичних сигналів мм діапазону, що використовуються у передавачах шумових радарів і широкосмугових кореляційних приймачах, а також шумові радарні системи різного призначення: радар попередження зіткнень, шумовий когерентно-імпульсний радар, наземний шумовий радар із синтезом апертури (РСА) та ін. Одержано когерентні РСА зображення з високим розрізненням, досягнута висока точність і стабільність вимірювання малих зміщень на поверхні опромінюваних об'єктів. Показано можливість моніторингу великих будівель з метою реєстрації їх структурних змін.
ФІЗИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО РОЗСІЯННЯ У КВАЗІОПТИЧНИХ СПРЯМОВУЮЧИХ СТРУКТУРАХ ТЕРАГЕРЦЕВОГО ДІАПАЗОНУ
В. К. Кісельов
359-376
У роботі узагальнено методи експериментального дослідження процесів електромагнітного розсіяння в квазіоптичних спрямовуючих структурах класу «порожнистий діелектричний хвилевід» та наведено основи створення відповідних радіовимірювальних засобів для вирішення проблеми фізичного моделювання характеристик розсіяння об’єктів у терагерцевому діапазоні частот.
КВАЗІОПТИЧНІ РЕЗОНАНСНІ СИСТЕМИ В ПРИЛАДАХ ТВЕРДОТІЛЬНОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ МІЛІМЕТРОВОГО ТА СУБМІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНІВ ДОВЖИН ХВИЛЬ
О. І. Білоус, А. О. Кириленко, А. І. Фісун
377-390
Розглянуто ключові принципи розробки відкритих резонаторів. Показано, що узгодження нелінійних твердотільних елементів (діодів Ганна, ЛПД, змішувальних і детекторних діодів) потребує введення в резонатори узгоджувальних елементів у якості трансформаторів імпедансу. Проаналізовано шляхи розрідження спектру власних частот відкритих резонаторів за допомогою поодиноких дисперсійних елементів та дифракційних ґраток. Теоретично й експериментально досліджено резонатори з додатковим обмеженням резонансного простору. Наведено спектральні та енергетичні характеристики квазіоптичних генераторів мм діапазону, розглянуто перспективи генерації хвиль у субмм діапазоні.
ПОТОКИ ЗАРЯДЖЕННИХ ЧАСТОК В ШАРУВАТИХ ПЛАЗМОПОДІБНИХ СЕРЕДОВИЩАХ
В. М. Яковенко, С. І. Ханкіна, І. В. Яковенко
391-403
У гідродинамічному і кінетичному наближеннях досліджено взаємодію електростатичних коливань з потоком заряджених часток, що рухаються паралельно або перпендикулярно межам структури, що складається з плазмового шару, яке оточено середовищами з різними електромагнітними властивостями. визначено спектри і беззіштовхувальне загасання (посилення) коливань у таких системах.
Розглянуто взаємодію електромагнітних коливань періодично неоднорідного плазмового середовища (напівпровідникової надгратки) з потоком електронів. знайдено умови виникнення нестійких станів цих коливань.
АКУСТИЧНІ РЕЗОНАНСНІ ЯВИЩА У ТВЕРДОМУ ТІЛІ
Є. М. Ганапольський, О. П. Королюк
404-422
Описуються акустичні резонансні явища у твердих тілах при низьких температурах. Стаття містить два розділи. В першому основну увагу приділено знайденому в ІРЕ НАНУ акустичному парамагнітному резонансу (АПР) в діелектричних і напівпровідникових кристалах з домішковими парамагнітними центрами. Дослідження цього ефекту привело до появи нового напряму в радіоспектроскопії твердого тіла – гіперзвуковій АПР спектроскопії парамагнітних центрів у кристалах. Розглядається АПР парамагнітних центрів із слабкою і сильною електрон-фононною взаємодією. Приведено результати дослідження АПР динамічного ефекту Яна-Теллера для центрів з орбітальним виродженням основного електронного стану. Велику увагу надано АПР активних парамагнітних центрів з інвертованою населеністю рівнів. Описуються дослідження фазерних явищ квантового посилення і генерації гіперзвуку в парамагнітних кристалах. У другому розділі описані магнітоакустичні резонанси металів на високочастотних ультразвукових хвилях. Описано вперше знайдений в ІРЕ НАНУ ефект гігантських квантових осциляцій поглинання ультразвуку в вісмуті в магнітному полі.
ОБРОБКА ЗОБРАЖЕНЬ В ІРЕ НАН УКРАЇНИ
Ю. В. Корнієнко
423-445
Огляд досліджень та розробок, які виконано в ІРЕ НАНУ у галузі аналогової та цифрової обробки зображень за майже сорокалітній період. Коротко викладено наукові основи обробки зображень, історія виникнення цих робіт в ІРЕ, основні етапи фундаментальних та прикладних досліджень. Описано створені в ІРЕ на перших етапах роботи когерентно-оптична установка та система цифрової обробки зображень. Коротко викладено суть досліджень, які проводяться в ІРЕ в останній час.
ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНОЇ НВЧ ДІЕЛЕКТРОМЕТРІЇ В МОЛЕКУЛЯРНІЙ БІОФІЗИЦІ
В. А. Кашпур, В. Я. Малєєв, О. В. Хорунжа
446-454
Подано огляд результатів, що отримані у відділі біофізики ІРЕ НАНУ за допомогою оригінального диференціального діелектрометра при рішенні задач молекулярної біофізики. Головна увага приділена демонстрації можливостей методу для дослідження в мм діапазоні діелектричних параметрів, які характеризують взаємодію біомолекул різного рівня складності з водним розчинником. Подано результати відповідних вимірів для великого набору мономерних і полімерних зразків нуклеїнових кислот різного типу, а також білків. Показано, що диференціальний діелектрометр найбільш ефективний для дослідження невеликих змін у взаємодії біомолекул з розчинником, що викликані дією зовнішніх факторів (нагрівання, іонізуюче випромінювання, утворення комплексів з активними речовинами та ін.). З'ясовано, що поглинання СВЧ випромінювання біомолекулами дуже мале і не може визначати біологічну дію цього випромінювання. Головним компонентом розчину біомолекул, що взаємодіє з НВЧ хвилями, є вода в області дебаєвської дисперсії.
РАДІОФІЗИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ФЕНОМЕНА ТЕМБРУ ЗВУЧАННЯ СТАРОВИННИХ ІТАЛІЙСЬКИХ СМИЧКОВИХ МУЗИЧНИХ ІНСТРУМЕНТІВ
О. Я. Усиков, В. К. Лаптій
455-461
У публікації систематизовані результати дослід-жень окремої проблемної акустичної лабораторії (ОПАЛ) Президії Національної академії наук України за період 1989-1995 рр. Тема дослідження – фізична природа феномена тембру звучання старовиних «італійських» скрипок. Запропоновано оригінальний метод формантного аналізу спектрально-складних сигналів широкодіапазонних систем коливань. Голографічним методом одержано моди коливань в корпусі з напруженими струнами скрипки та альта. Виявлені і сформульовані фізичні особливості «італійського» тембру звучання кремонських скрипок та розроблено «еталон» такого тембру. Результати дослідження узагальнені для широкого класу систем коливань і пройшли успішну громадську та професійну апробацію.