2011, том 16, № 1
CИСТЕМНИЙ ПІДХІД ДО ДОСЛІДЖЕННЯ ДОФРАКТАЛЬНИХ ДИФРАКЦІЙНИХ ҐРАТОК
Г. І. Кошовий
3-10
Робота присвячена розробці основ електромагнітної теорії дофрактальних дифракційних ґраток (ДФДҐ). Значну увагу приділено системному аналізу процесу творення двох класів самоподібних фракталів зі змінною розмірністю Хаусдорфа, які є основою математичного впорядкування ДФДҐ. Наведено кілька математичних моделей процесу взаємодії плоскої Е-поляризованої електромагнітної хвилі з системою циліндричних стрічок, що утворюють ґратку. Детально розглядається асимптотична модель слабонаповнених ДФДҐ, що є ефективною при дослідженні їх фрактальних властивостей
ВИБІР ПАРАМЕТРІВ АЛГОРИТМУ НА БАЗІ МЕТОДУ РОЮ ЧАСТОК ДЛЯ СИНТЕЗУ АНТЕННИХ ҐРАТОК ІЗ СЕКТОРНОЮ ДІАГРАМОЮ СПРЯМОВАНОСТІ
О. Ю. Галан, А. В. Борискін
11-18
Розроблено ефективний числовий алгоритм глобальної оптимізації на базі методу рою часток. Описано схему побудови алгоритму і чинники, що визначають ефективність його застосування для вирішення багатопараметричних задач, типових для електромагнітного синтезу. Як приклад розглянуто задачу синтезу лінійної антенної ґратки з секторною діаграмою спрямованості. Визначено оптимальні параметри алгоритму (тип граничних умов і вагові коефіцієнти) для розв’язання розглянутої задачі.
ЕФЕКТИВНИЙ НВЧ-ВІДГУК САНДВІЧ-ПОДІБНОГО МАГНІТНОГО КОМПОЗИТУ
О. М. Рибін, А. І. Пітафі, С. П. Вялкіна
19-23
Вивчено довгохвильове наближення для ефективного електромагнітного відгуку двовимірної метаматериальної сендвіч-структури, поданої як нескінчений двох-компонентний композит з циліндричними металічними включеннями, що замкнений між однаковими нескінченними двохкомпонентними композитами, зі сферичними металічними включеннями. Вирази для відгуку отримано шляхом узагальнення виразів для електромагнітного відгуку нескінченного ланцюга нескінченно довгих металічних циліндрів, які періодично вставлені в плоску магніто-діелектричну матрицю. Узагальнення здійснено за допомогою S- і T-матриць. Розглянуто випадок феритоподібних включень, що намагнічені до насичення. Проведено оцінку точності отриманих аналітичних виразів, порівнюючи результати аналітичного моделювання з результатами чисельного експерименту.
ДЕФАЗУВАННЯ ВЛАСНИХ МОД КВАЗІОПТИЧНОГО ЦИЛІНДРИЧНОГО РЕЗОНАТОРА З ВИПАДКОВО- НЕОДНОРІДНОЮ БІЧНОЮ ПОВЕРХНЕЮ
Є. М. Ганапольський, Ю. В. Тарасов, Л. Д. Шостенко
24-32
Вперше розраховано спектр квазіоптичного циліндричного резонатора з випадково-неоднорідною бічною поверхнею. Для вирішення цієї задачі розроблено новий метод поділу змінних у хвилевому рівнянні, який ґрунтується на операторних процедурах. Вплив випадкових неоднорідностей на спектр резонатора описано за допомогою одного універсального градієнтного параметра Ξ, що враховує ступінь «гостроти» неоднорідностей поверхні. Показано, що зсув і розширення спектральних ліній за рахунок дефазування, пов’язаного з розсіянням мод резонатора на неоднорідностях, є пропорційним дисипативному розширенню. Виконано числовий експеримент, який довів, що без урахування дисипативних втрат спектр випадково-неоднорідного циліндричного резонатора є регулярним, незалежно від рівня неоднорідності його меж, але має суттєво різні статистичні властивості при малих і великих значеннях параметра Ξ.
ВИКОРИСТАННЯ МІКРОСТРУКТУРНИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ОБРОБКИ ДАНИХ ДВОЧАСТОТНОГО ВИМІРЮВАННЯ ІНТЕНСИВНОСТІ ДОЩУ
А. М. Лінкова
33-38
Наведено результати дослідження двочастотного методу вимірювання інтенсивності дощів з використанням трипараметричного гамма-розподілу крапель за розміром. Для усунення неоднозначності вимірювання параметрів розподілу за допомогою двочастотного радіолокаційного зондування запропоновано використовувати дані контактних вимірювань залежності параметрів гамма-розподілу від інтенсивності дощу. Наведено результати числового моделювання в межах теорії розсіяння Мі, які дозволяють оцінити застосованість запропонованого методу для полідисперсного середовища і сформулювати рекомендації щодо вибору діапазонів частот двочастотного радара.
ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ СПЕКТРАЛЬНОЇ ІНТЕРФЕРОМЕТРІЇ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ МІКРО- ТА НАНОВІДСТАНЕЙ
К. О. Лукін, Ю. П. Мачехін, М. Б. Данаїлов, Д. М. Татьянко
39-45
Наведено результати досліджень оптичної інтерферометрії на основі низькокогерентних джерел випромінювання поза зони когерентності. Показано, що коли різниця пліч інтерферометра Майкельсона перевищує довжину когерентності випромінювання світлодіода, явище спектральної інтерференції забезпечує абсолютні вимірювання мікро- та нановідстаней згідно з часом затримки та відносною фазою між опорним та зондуючим сигналами.
ДЕКОМПОЗИЦІЯ ЛАЗЕРНО-ІНДУКОВАНИХ ЕМІСІЙНИХ СПЕКТРІВ
М. І. Дзюбенко, Д. Ф. Кулішенко, О. О. Прийомко, С. М. Колпаков
46-49
Запропоновано метод розділення емісійних спектрів на окремі лінії за допомогою оптимізації моделі повного спектра. Побудовано моделі спектрів на трьох різних контурах спектральних ліній, проведено порівняння результатів.
ЗАСТОСУВАННЯ HCN-ЛАЗЕРА ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ФАЗОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОВИМІРНИХ ДРОТЯНИХ РЕШІТОК
С. А. Андренко, Ю. Ю. Каменєв
50-53
Запропоновано новий спосіб визначення фазового зсуву електромагнітної хвилі, що пройшла крізь одновимірну дротяну решітку при нормальному падінні на неї. Для реалізації запропонованого способу був використаний HCN-лазер, який широко застосовується як джерело випромінювання у терагерцевому діапазоні довжин хвиль. Вихідне дзеркало такого лазера було виконано у вигляді вимірюваної решітки та суцільного дзеркала з отвором. Методологічно спосіб ґрунтується на визначенні різницевої довжини лазерного резонатора при почерговій генерації лазерного випромінювання на двох поляризаціях: паралельній дротам решітки та перпендикулярній.
ІMПЕДАНСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДІОДІВ З ТУНЕЛЬНИМИ І РЕЗОНАСНО-ТУНЕЛЬНИМИ МЕЖАМИ
Е. Д. Прохоров, О. В. Боцула, О. А. Клименко
54-57
Розглядаються імпедансні характеристики діодів, у яких при зазначених напругах виникає негативна диференціальна провідність (НДП) внаслідок тунелювання або резонансного тунелювання електронів крізь бокові грані діода, яка може бути використана для генерації, посилення, помноження частоти. Визначено залежності активної та реактивної складових імпеданса діода з тунельними і резонансно-тунельними межами для реальних параметрів діодов. Показано, що гранична частота НДП діода знаходиться в терагерцевому діапазоні і залежить від його параметрів.
ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ДІОДІВ ГАННА НА ОСНОВІ GaN, AlN ТА InN
I. П. Стороженко, Ю. В. Аркуша
58-63
Подано аналіз транспортних властивостей, ідеалізованого режиму з обмеженням об’ємного заряду і резонансно-прольотного режиму n+–n–n+- и n+–n+–n––n–n+-діодів Ганна на основі GaN, AlN та InN. Показано перспективність, особливості і проблеми використання напівпровідникових нітридів у діодах Ганна.
ПРо резонансну частоту діодів ганна НА оСНОВІ варИзонних напівпровідників AlGaAs, GaPAs І GaSbAs
І. П. Стороженко, О. М. Животова
64-69
Вивчено зникнення домену, що дрейфує в приладах на основі варизонних напівпровідників. Показано, що довжина області дрейфу домена і частота генерованих коливань струму в n+-n-n+-приладах на основі варизонних напівпровідників залежить від прикладеної до приладу напруги. Знайдено вимоги існування цього ефекту. Показано, що застосування варизонних напівпровідників дозволяє збільшити ширину робочого діапазону частот діодів Ганна. Проведено огляд варизонних напівпровідників А3В5 з подібним ефектом.
ПАРАМЕТРИ ВТОРИННО-ЕЛЕКТРОННИХ ПРОЦЕСІВ В ОДНОРІДНИХ ВЧ-НВЧ ЕЛЕКТРИЧНИХ ПОЛЯХ РЕЗОНАТОРНИХ СТРУКТУР
Л. Д. Лобзов
70-76
Показано, що енергії електронів, емітованих з електродів діодного проміжку автоколивальної ВЧ-НВЧ одиничної резонаторної комірки, визначаються не тільки амплітудою й фазою збудженої в цей момент напруги, але й динамічною добротністю комірки Q. При Q >> 1, у початковій частині півперіоду напруги, коли миттєві значення амплітуд малі, кінцеві енергії прискорених первинних електронів, що падають на протилежний електрод і передають придбану енергію його внутрішнім електронам, також малі. Водночас вторинно-електронні (ВЕ) емісійні властивості цього електрода характеризуються коефіцієнтом ВЕ-емісії d, як максимальні з d > 1. У подальшій частині півперіоду напруги значення вказаних амплітуд і, відповідно, енергії прискорених первинних електронів, що передаються внутрішнім електронам опромінюваного електрода, більші за початкові. Його ВЕ емісійні властивості характеризуються коефіцієнтом d, як звичайні з d < 1. Зменшення добротності контуру до Q ~ 10...1 призводить до звуження інтервалу фаз і діапазону малих енергій первинних електронів у початковій частині півперіоду напруги. Енергії, які передаються внутрішнім електронам протилежного електрода протягом всього півперіоду часу, характеризують його ВЕ емісійні властивості як звичайні з d < 1.
ЗАГОРОДЖУЮЧИЙ ФІЛЬТР ПОБІЧНИХ ГІБРИДНИХ МОД ПОРОЖНИСТОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО ХВИЛЕВОДУ СУБМІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ ДОВЖИН ХВИЛЬ
А. І. Горошко, В. К. Кісельов
77-80
Проведено аналіз та експериментальне дослідження макета загороджуючого фільтра гібридних мод НЕ12 і НЕ–11+31 в круглому порожнистому діелектричному хвилеводі. Фільтр утворений відрізком хвилевода, обмеженим двома плоскими одновимірними дротяними решітками. Фільтр дозволяє забезпечити заглушення побічних мод до 15¼20 дБ при затуханні робочої моди НЕ11 до 3 дБ на частоті 300 ГГц у хвилеводі діаметром 20 мм.
ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПИТНОЇ ВОДИ ПРИРОДНИХ ДЖЕРЕЛ ХАРКІВСЬКОГО РЕГІОНУ З ВИКОРИСТАННЯМ ТЕМПЕРАТУРНОЇ ЗАЛЕЖНОСТІ ЇХ КОЕФИЦІЄНТІВ ЗАЛОМЛЕННЯ
О. Я. Кириченко, Г. В. Голубнича
81-84
З використанням методу коливної струни в мм діапазоні довжин хвиль було досліджено коефіцієнти заломлення та їх температурні залежності серії зразків питних вод з різних джерел. Встановлено, що температурну залежність коефіцієнтів заломлення в дослідженому діапазоні температур можна з достатньою точністю апроксимувати прямою. Показано, що за допомогою визначення коефіцієнта прямолінійної регресії коефіцієнта заломлення температурної залежності можна встановити належність зразка питної води до того чи другого джерела.
ОПТИЧНЕ ПЕРЕСТРОЮВАННЯ СПЕКТРАЛЬНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КВАНТОВО-КАСКАДНИХ СТРУКТУР ДЛЯ СПЕКТРОСКОПІЧНОГО ВИЯВЛЕННЯ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН
C. І. Петров, М. В. Клименко, О. В. Шуліка
85-90
Запропоновано новий метод перестроювання спектральних характеристик підсилювання квантово-каскадних структур. Перестроювання здійснюється з використанням оптичної накачки в безперервному режимі та базується на ефекті заповнення фазового простору. Згідно з результатами математичного моделювання оптичних властивостей квантово-каскадних структур, запропонований метод дозволяє здійснити перестроювання спектральної характеристики підсилення в діапазоні до 1,1 меВ без суттєвих змін величини коефіцієнта підсилення в максимумі. Одержані результати є корисними в галузі спектроскопічного виявлення вибухових речовин.
ВИЗНАЧЕННЯ КОМПЛЕКСНОЇ ДІЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОНИКНОСТІ РІДИН КОАКСІАЛЬНИМИ ЗОНДАМИ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ПІДКЛАДОК З МЕТАМАТЕРІАЛУ
В. К. Іванов, О. О. Сілін, О. М. Стадник
91-98
Запропоновано модифікацію методу визначення комплексної діелектричної проникності рідких середовищ коаксіальними зондами, яка базується на застосуванні підкладок з метаматеріалу з відомими характеристиками. Показано, що при певних співвідношеннях електричних параметрів і товщин шару середовища, яке зондують, та підкладки з’являються резонансні зменшення відбиття від кінця зонду, що навантажений на таку двошарову структуру. Це дозволяє визначати комплексну діелектричну проникність досліджуваного середовища у широкому діапазоні її змін, базуючись тільки на амплітудних вимірюваннях коефіцієнту відбиття зонду в обмеженому діапазоні частот сумісно з підбором оптимальної товщини шару, який зондують.