Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 550
Математическая модель задержки на основе СМО с гиперэкспоненциальным и эрланговским распределениями
Статья научная
Настоящая статья посвящена исследованию и получению решения в замкнутой форме для средней задержки требований в очереди для системы массового обслуживания, образованной двумя потоками с гиперэкспоненциальным и эрланговским законами распределения интервалов. Сочетание этих законов распределений обеспечивает коэффициент вариации интервалов входного потока больше единицы, а для времени обслуживания - меньше единицы. Учет коэффициентов вариации как числовых характеристик в теории массового обслуживания важен, т. к. главная характеристика системы массового обслуживания - средняя задержка связана с этими коэффициентами вариации квадратичной зависимостью. В теории массового обслуживания исследования систем G/G/1 актуальны в связи с тем, что они могут быть использованы при моделировании систем передачи данных различного назначения. Для решения поставленной задачи использован метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли. Данный метод позволил получить спектральное разложение, а через него решение для средней задержки требований в очереди для рассматриваемой системы в замкнутой форме. Для практического применения полученных результатов использован метод моментов теории вероятностей.
Бесплатно
Математическая модель канала связи с беспилотным летательным аппаратом
Статья научная
В работе предложена математическая модель канала связи с беспилотным летательным аппаратом и учетом специфики мест размещения наземного пункта связи при определении эффектов рефракции, дифракции и интерференции электромагнитных волн. Сформирована содержательная постановка задачи на основе математической взаимосвязи между энергетическими параметрами первого уравнения передачи и показателями качества (BER) второго уравнения передачи. Основные особенности вычисления параметров первого уравнения состоят в определении правил расчета уровня затуханий, обусловленных влиянием земной поверхности. Расчет затуханий уточнен для случаев удаления беспилотного летательного аппарата от наземного пункта связи в пределах областей прямой видимости, полутени и тени. Второе уравнение передачи базируется на математической модели Райсовского канала связи. В отношении энергетических параметров и выбранного показателя качества связи для сформированной математической модели приведены примеры графических зависимостей при исследовании типовых расчетных задач.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложена математическая модель сканирования произвольной оптоволоконной резонансной структуры со сверх узкой спектральной формой непрерывным трехчастотным асимметричным сигналом. Показывается, что метод трехчастотного асимметричного сканирования имеет существенные преимущества перед методами симметричного полигармонического сканирования. Кроме того, предложенная методика позволяет исследовать спектральные характеристики сверхузких резонансных контуров, поскольку методика предполагает измерения биений на разностных частотах исходного трехчастотного излучения, которые могут быть порядка единиц-десятков мегагерц.
Бесплатно
Статья научная
Для эффективного решения задачи оценки канонических параметров спутника-ретранслятора при орбитальном движении сформулирована содержательная постановка, в рамках которой задана обобщенная схема модели фильтрации координат и вектора скорости движения спутника-ретранслятора. Введена система ограничений и допущений. При представлении вектора состояния непрерывным векторным марковским процессом определены обобщенные уравнения состояния и наблюдения в кинематических переменных. С применением методов численного дифференцирования, схем решения обыкновенных дифференциальных уравнений, оптимизации выполнена линеаризация исходной задачи фильтрации при определении правил вычисления матриц эволюции и измерений. Работоспособность сформированных алгоритмических решений проверена на конкретных примерах.
Бесплатно
Математическая модель широкополосного тонкопроволочного электрического вибратора
Статья научная
Рассмотрен один из вариантов построения математической модели тонкопроволочного широкополосного электрического вибратора на основе интегральных представлений электромагнитного поля. Решены внешняя и внутренняя электродинамические задачи. Определена зависимость входного сопротивления от электрической длины вибратора. Представлены результаты численного моделирования.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена построению математических моделей двузаходной конической логоспиральной антенны, входящей в состав малого космического аппарата «АИСТ-2». Построение моделей осуществляется на основе интегральных представлений электромагнитного поля, связывающих токи на излучающей поверхности с электромагнитным полем в любой точке пространства. Рассмотрен вопрос о влиянии размеров тонкопроволочного рефлектора и густоты его сетки на диаграмму направленности антенны. Приведены экспериментальные и численные результаты.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена построению математических моделей и экспериментальной отработки электрических характеристик антенн бортовой аппаратуры видеоконтроля космических аппаратов и разгонных блоков. Построение математических моделей осуществляется в HFSS на основе интегральных представлений электромагнитного поля. Рассмотрен вопрос оптимизации между размерами антенны и необходимой диаграммой направленности в дециметровом L-диапазоне волн. Приведены результаты численного моделирования и экспериментальные данные для двух образцов антенн.
Бесплатно
Математические модели киральных метаматериалов на основе многозаходных проводящих элементов
Статья научная
В работе рассмотрены математические модели метаматериалов на основе совокупности многозаходных проводящих элементов, таких как микроспирали и гаммадионы. Получены аналитические выражения для резонансных частот элементов, а также с использованием модели Максвелла Гарнетта определены соотношения для материальных параметров с учетом дисперсии метаматериалов. Выявлены постоянные распространения волн с круговыми поляризациями в указанных метаматериалах. В качестве примера использования построенных математических моделей рассмотрено решение задачи об отражении плоской линейно поляризованной электромагнитной волны от планарного слоя из метаматериала, который представляет собой матрицу из тонкопроволочных идеально проводящих элементов в виде N взаимно ортогональных спиралей. Задача решалась методом частичных областей, и ее решение было сведено к системе линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных коэффициентов отражения и прохождения основной и кросс-поляризованной компонент поля. В результате проведения математического моделирования были выявлены частотно и поляризационно селективные свойства исследуемого метаматериала.
Бесплатно
Математические модели сфероидальных спирально-рамочных излучателей
Статья научная
В статье рассмотрены математические модели двух сфероидальных спирально-рамочных излучателей, построенные на основе общего подхода, предполагающего использование интегрального представления электромагнитного поля. Построение моделей осуществлялось в тонкопроволочном приближении. Внутренняя задача электродинамики сведена к системе интегральных уравнений Фредгольма 1-го рода. Решение полученной системы осуществлялось методом моментов с кусочно-постоянными базисными функциями и дельта-функциями в качестве тестовых функций. При этом осуществлялась локальная линеаризация образующих проводников рассматриваемых структур. Проведены исследования зависимостей распределений токов, входного сопротивления и характеристик излучения структур от частоты. Показано, что в рассматриваемых структурах возможно существование стоячих, бегущих и смешанных волн тока. Режим тока определяется волновыми размерами и геометрией структур и определяет характер поведения волнового сопротивления в диапазоне частот. Несмотря на схожую геометрию, характеристики рассмотренных структур имеют определенные отличия.
Бесплатно
Математические модели цилиндрической спиральной антенны
Статья научная
В статье рассмотрена цилиндрическая спиральная антенна с линейным шагом намотки, расположенная над идеально проводящей плоскостью. Построена корректная физическая модель структуры. Показано, что в данной постановке решение задачи о распределении тока в спирали сводится к решению сингулярного интегрального уравнения. Для сравнения приведена математическая модель спиральной антенны в тонкопроволочном приближении, а также алгоритм решения интегральных уравнений. Проведен сравнительный анализ распределений тока в спирали.
Бесплатно
Математические модели широкополосных вибраторных антенн
Статья научная
Рассмотрены вопросы, касающиеся использования интегральных представлений электромагнитного поля для построения самодостаточных математических моделей широкополосных вибраторных антенн. Представлены результаты численного решения внутренней и внешней задачи для некоторых моделей широкополосных вибраторов, а также результаты расчета их входного сопротивления в полосе частот.
Бесплатно
Статья научная
С помощью разработанного проекционным методом вычислительного алгоритма проведено математическое моделирование дифракции ТЕМ-волны на периодических структурах из микролент графена конечной длины при нормальном падении ТЕМ-волны (с ориентацией вектора электрического поля ТЕМ-волны ортогонально лентам графена) в терагерцовом диапазоне. Получены результаты электродинамического расчета частотных зависимостей коэффициента прохождения ТЕМ-волны через 2D периодические 2D-структуры из микро- и нанолент графена конечной длины в зависимости от химического потенциала (внешнего постоянного электрического поля) при изменении геометрических размеров лент и периодичности структуры.
Бесплатно
Статья научная
Показана возможность создания высокоэффективных суперконденсаторов и суперсоленоидов на основе супракристаллических металлических и диэлектрических нанотрубок. Разработаны математические модели и программные продукты, позволяющие оптимизировать процедуру нахождения удельной емкости или удельной запасенной энергии суперконденсаторов, предназначенных для использования в сверхнизкочастотных радиоэлектронных устройствах.
Бесплатно
Математическое моделирование невзаимных устройств СВЧ на основе магнитных нанокомпозитов
Статья научная
Разработаны математические модели электродинамического уровня строгости для решения 3D краевых задач дифракции для уравнений Максвелла с электродинамическими граничными условиями, используя введение эффективных электромагнитных параметров магнитного нанокомпозита. Комплексные компоненты тензора эффективной магнитной проницаемости нанокомпозита в зависимости от поля подмагничивания рассчитаны на основе электродинамической модели, используя декомпозиционный вычислительный алгоритм на основе автономных блоков с магнитными нановключениями и виртуальными каналами Флоке. Используя вычислительный алгоритм, разработанный проекционным методом, получены результаты электродинамического расчета S-параметров Y-циркулятора на основе магнитного нанокомпозита из опаловой матрицы.
Бесплатно
Статья научная
Представлены математические модели основных этапов изготовления керамических и ферритовых деталей СВЧ- и КВЧ-устройств методами механической обработки плоских и цилиндрических заготовок. Рассмотрены модели грубого и тонкого шлифования внешних поверхностей керамических и ферритовых деталей абразивным и алмазным кругами, а также формирования отверстий сверлением алмазным сверлом и ультразвуковыми методами.
Бесплатно
Математическое моделирование электромагнитной обстановки на борту космического аппарата
Статья научная
Математическая модель электромагнитного взаимодействия технических средств космического комплекса это математический аналог реального процесса, проходящего под воздействием внешних воздействующих факторов окружающей среды. Актуальной становится задача адаптации математических моделей космического аппарата к реальной электромагнитной обстановке на его борту и обеспечения выбора минимально необходимых и достаточных схемотехнических решения для обеспечения помехозащищенности радиоэлектронных средств.
Бесплатно
Мерцание радиосигнала за счет турбулентности атмосферы
Статья научная
Обоснование. Турбулентные пульсации показателя преломления в атмосфере приводят к искажениям при прохождении радиосигнала. Это может создать искажение передаваемой информации за счет возникающих пульсаций амплитуды, фазы и интенсивности электромагнитной волны, которая передает радиосигнал. Флуктуации интенсивности радиосигнала приводят к мерцанию радиосигнала на приемной антенне за счет турбулентных явлений в атмосфере, которые представляют собой сложное многофункциональное физическое явление. Цель. Рассмотрена проблема флуктуации интенсивности радиосигнала на приемной антенне за счет турбулентности атмосферы - мерцание радиосигнала. Эта проблема в настоящее время является исключительно актуальной, т. к. существует тенденция активного, негативного вмешательства в процесс качественного прохождения радиосигнала на фоне природно обусловленных турбулентных пульсаций. Методы. Проведен теоретический анализ прохождения радиосигнала через турбулентную атмосферу. Исследована пространственная корреляционная функция флуктуаций интенсивности принимаемого радиосигнала за счет турбулентности атмосферы. Результаты. Введено понятии характеристики мерцания радиосигнала как среднего по сечению приемной антенны значения случайной величины - дисперсии логарифма мощности радиосигнала. Рассчитана модель возникновения флуктуации в случае двух областей в сечении приемной антенны с различными уровнями интенсивности радиосигнала. Найдена корреляционная функция для этой модели. Заключение. На основе разложения в Фурье-спектр двухточечной пространственной корреляционной функции турбулентных пульсаций показателя преломления найдена зависимость характеристики мерцания радиосигнала от волнового числа турбулентных пульсаций атмосферы. Показано, что наибольшее влияние на радиосигнал турбулентность атмосферы оказывает, когда длина электромагнитной волны сравнима с масштабом турбулентных пульсаций.
Бесплатно
Метод автоматического запроса повторной передачи с применением технологии кооперации
Статья научная
В работе рассматриваются методы помехоустойчивой передачи. Проанализирован алгоритм применения технологии кооперации с методом автоматического запроса повторной передачи в системах подвижной радиосвязи. Произведен расчет эффективности применения технологии кооперации.
Бесплатно
Метод коллокаций в самосогласованной задаче об излучении из круглого отверстия в проводящем экране
Статья научная
Рассматривается постановка самосогласованной задачи об излучении из отверстия в проводящем экране. Задача сводится к системе однородных интегральных уравнений, то есть формулируется однородная краевая задача на собственные функции и собственные значения, которая решается методом коллокаций. Предлагается процедура реализации последнего в применении к несимметричным и симметричным полям излучения.
Бесплатно
Метод определения подлинности документа на основе компьютерной колориметрии
Статья научная
Определение подлинности документов является важной задачей при проведении следственных мероприятий. На практике для проведения экспертизы документов для определения давности их создания используется спектральный метод, при котором необходимо делать вырезки из исследуемого документа, что приводит к его повреждению, а также требует применение дорогостоящего оборудования, что сказывается на цене проведения экспертизы документа. В статье описан метод определения подлинности документа, основанный на компьютерной колориметрии, который не требует дорогостоящего оборудования для проведения экспертизы. Данный метод для определения подлинности документа использует изменение цветности штрихов шариковой ручки с течением времени, что вызвано высыханием растворителя в чернилах ручки, а также лишен недостатка в виде необходимости повреждения исследуемого документа.
Бесплатно
