Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 528
Оптимизация параметров магнито-резонансных томографов
Статья научная
Исследована проблема увеличения сигнала обеспечивающего процесс визуализации внутренних органов в магнито-резонансном томографе на основе оптимального выбора некоторых его параметров. Проанализирован принцип работы томографа. На основе квантово-механических представлений найдена связь между углом прецессии магнитного момента ядер водорода в организме, частотой переменного магнитного поля, возбуждающего прецессию и величиной используемого постоянного магнитного поля. Данная связь позволяет найти наиболее оптимальные параметры работы томографа.
Бесплатно
Оптимизация переходной функции модульного источника бесперебойного питания подчиненного типа
Статья научная
В системе бесперебойного питания с выходным напряжением синусоидальной формы используется несколько параллельно соединенных источников бесперебойного питания. В линеаризованной модели выходных инверторов не учитывается задержка фазы выходного сигнала широтно-импульсного модулятора. Для учета задержки применяется стандартный блок Simulink - Transport Delay. Оптимизация переходной функции проведена с помощью функционального блока Signal Constraint. В результате найдены значения коэффициентов PID-регулятора системы управления инверторами.
Бесплатно
Оптические векторные анализаторы на основе несимметричной двухполосной модуляции
Статья научная
В данной статье представлены принцип работы и результаты экспериментального макетирования оптических векторных анализаторов на основе несимметричной двухполосной модуляции, созданных в НИИ ПРЭФЖС в рамках государственного задания КНИТУ-КАИ. Несимметричная двухполосная модуляция применена для решения проблем современных оптических векторных анализаторов. Преимуществами ее использования являются возможность получения удвоенного частотного диапазона измерений (80 ГГц), а в ряде случаев отсутствие ошибок измерений, вызванных наличием боковых полос высших порядков в зондирующих излучениях. Последнее снимает ограничения на величину индекса модуляции оптической несущей, а, следовательно, и на динамический диапазон измерений. Рассмотрены два варианта несимметричной двухполосной модуляции - с асимметрией по частоте и по амплитуде. Ключевым элементом первого варианта является волоконная брэгговская решетка с фазовым сдвигом, которая используется для формирования несимметричной двухполосной модуляции сигнала со смещенной несущей. Для реализации несимметричной двухполосной модуляции с асимметрией по амплитуде используются недостатки схемы, реализующей однополосную модуляцию, с целью формирования двух составляющих разных амплитуд. Для проверки разработанных теоретических положений был собран универсальный макет, описанный в статье.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены основные проблемы построения отечественных систем вторичного электропитания. Показано, что основная проблема при построении систем электропитания с двух- и трехкратном преобразованием электроэнергии - это проблема устойчивости. Показано, что отдельные подсистемы с отрицательной обратной связью, работающие в автономном режиме с большими запасами устойчивости по амплитуде и фазе, будучи интегрированы в единую систему из-за взаимного влияния друг на друга могут возбуждаться. Показана важность определения частотных характеристик преобразователей напряжения. Показаны причины отставания характеристик систем вторичного электропитания от современных зарубежных аналогов.
Бесплатно
Основные принципы проектирования переключающих СВЧ-устройств с полупроводниковыми элементами
Статья научная
В статье рассматриваются принципы проектирования многоканальных СВЧ-переключателей с полупроводниковыми элементами. Анализируются достоинства и недостатки различных схем переключателей. Показано, что применение шлейфных структур с короткозамкнутыми и разомкнутыми шлейфами, позволяет расширять диапазон рабочих частот, увеличивать уровни переключаемой мощности, уменьшать ослабление в открытых и увеличивать ослабление в закрытых каналах, уменьшать габариты.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты экспериментальных исследований характеристик сверхнизкочастотных излучений, возбуждаемых во внешней ионосфере при нагреве ионосферной плазмы излучением высокоширотного нагревного стенда EISCAT-heating. Эксперименты были выполнены в период 2006-2010 гг. с использованием двух основных схем генерации, включающих воздействие с помощью промодулированного по мощности излучения нагревного стенда и двух немодулированных волн накачки с расстройкой по частоте. In-situ измерения характеристик плазменно-волновых возмущений проведены на высотах внешней ионосферы Земли с помощью бортовой аппаратуры микроспутника DEMETER. В работе определены основные пространственные, амплитудные и спектральные характеристики генерируемых низкочастотных излучений. Показано, что характерный размер области регистрации сверхнизкочастотных излучений составляет порядка 400-600 км вдоль траектории движения микроспутника DEMETER. Пространственное положение области регистрации определяется как используемой схемой генерации, так и распределением фоновой концентрации плазмы. Амплитуда напряженности электрического поля сверхнизкочастотных излучений на высотах внешней ионосферы Земли составляет 50-330 мкВ/м.
Бесплатно
Статья научная
В работе изучаются особенности и следствия применения преобразований Нортона в процессе широкополосного и узкополосного согласований импедансов цепей на основе теории фильтров в случаях с различными коэффициентами трансформации. Для преобразований Нортона цепей с различными (больше и меньше единицы) коэффициентами трансформации сформулировано дополнительное правило. С использованием обобщенной формы записи преобразований Нортона на двух примерах продемонстрировано уменьшение числа элементов в полосовых фильтрах. Установлены следствия, которые характерны для узкополосных применений преобразований. Для прямых и зеркальных Г-образных цепей на разнотипных реактивностях получены формулы для расчета коэффициентов трансформации, которые зависят от частоты. Показано, что данные цепи могут комбинироваться с однотипными реактивностями Г-образных цепей с частотно независимыми коэффициентами трансформации. На основе полученных для преобразований Нортона следствий синтезированы повышающие и понижающие согласующие цепи комбинированного типа.
Бесплатно
Статья научная
Показано принципиальное отличие преобразователя напряжения источника вторичного электропитания для приемопередающих модулей активных фазированных антенных решеток с импульсной нагрузкой и переменной скважностью импульсов от традиционных преобразователей напряжения, постоянно потребляющих мощность от первичной сети. Методы улучшения качества переходных процессов в преобразователе напряжения с постоянным потреблением мощности при пуске путем плавного запуска неприменимы для улучшения качества переходных процессов в периодических импульсах тока, вызванных импульсной нагрузкой. Поскольку любые пульсации, шумы, нестабильности по питанию приемопередающих модулей активных фазированных антенных решеток, работающих в линейном режиме, приводят к паразитной амплитудной модуляции излучаемого сигнала и к ухудшению качества селекции и сопровождения цели, то к качеству напряжения питания приемопередающих модулей предъявляются очень жесткие требования (пульсации напряжения kп ≤ 0,5 %, величина перерегулирования выходного напряжения sU ≤ 2 % и т. д.). В статье показано, что такое качество выходного напряжения при импульсной нагрузке приемопередающих модулей активных фазированных антенных решеток может быть получено при использовании преобразователя напряжения понижающего типа с двухконтурной отрицательной обратной связью по выходному напряжению и току дросселя, с накопительным конденсатором и с силовым сглаживающим фильтром с характеристиками Чебышева и Баттерворта. В работе исследовалось влияние глубины отрицательной обратной связи по выходному напряжению и току дросселя сглаживающего фильтра, величины емкости накопительного конденсатора, типа и параметров сглаживающего фильтра и даны рекомендации выбора их оптимальных значений, при которых обеспечивается требуемое качество напряжения питания для приемопередающих модулей активных фазированных антенных решеток РЛС с учетом минимизации их габаритов.
Бесплатно
Статья научная
На основании феноменологических уравнений, описывающих динамические процессы намагничивания ферромагнетиков дросселей и поляризации диэлектриков конденсаторов с учетом комплексных частотно-зависимых диэлектрических проницаемостей e(jw) диэлектриков конденсаторов и магнитных проницаемостей m(jw) сердечников дросселей, получены эквивалентные электрические структурно-параметрические схемы замещения конденсаторов и дросселей. Установлена связь паразитных элементов эквивалентных электрических схем замещения конденсаторов и дросселей с электрофизическими характеристиками материала диэлектрика конденсатора и сердечника дросселя, определяющие их частотные свойства, структуру и параметры элементов схемы замещения. Рассмотрены особенности проектирования сетевых фильтров радиопомех с учетом паразитных параметров дросселей и конденсаторов фильтров радиопомех, найденных в результате проведенного синтеза эквивалентных электрических схем замещения дросселей и конденсаторов в широком диапазоне частот 150 кГц - 30 МГц.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена особенностям разработки двух типов широкополосных смесителей частоты с подавлением зеркального канала в диапазоне частот 9-27 ГГц. Цель исследования - определить оптимальные пути решения проблемы моделирования сложных многофункциональных СВЧ-узлов. В статье рассматривается процесс разработки таких функциональных узлов как усилитель гетеродина, малошумящий усилитель и смеситель частоты. Приводятся сравнения расчетных характеристик с результатами измерений изготовленных макетов образцов. Так же уделено внимание технологии изготовления полевых транзисторов, резисторов и конденсаторов находящихся в составе функциональных узлов смесителя частоты. Научная новизна заключается в уникальности разработки изделия, включающего в себя на одном кристалле несколько функциональных узлов. В результате созданы два типа смесителей частоты с подавлением зеркального канала в корпусном исполнении, которые по своим характеристикам могут заменить аналогичные зарубежные изделия фирмы Analog Devices.
Бесплатно
Особенности распространения волновых образований на основе гауссовских пучков
Статья научная
В работе рассматривается точное решение параболического волнового уравнения, построенное на основе суперпозиции гауссовских волновых пучков и описывающее локализованное в пространстве и во времени волновое поле. Исследуются некоторые характеристики волнового процесса и особенности его распространения. Отмечена возможность использования сфокусированных волновых пучков и управления их параметрами для получения требуемого распределения волнового поля в пространстве.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводится анализ взаимодействия электромагнитных волн в режиме радиоимпульсных сигналов с анизотропной средой над углеводородными залежами. Выведены амплитудные и фазовые характеристики комбинационных составляющих компонентов диэлектрической проницаемости среды над углеводородами для электромагнитных волн с правой и левой круговыми поляризациями и проведен их анализ на основе квазигидродинамического подхода с использованием многочастичных электронно-ионных токов. Показано, что результаты исследований могут быть использованы для идентификации среды над залежами по характеру и величине суммарной и разностной компонент диэлектрической проницаемости анизотропного слоя.
Бесплатно
Особенности расчета киральной среды в зависимости от концентрации киральных элементов
Статья научная
Проведено исследование киральной среды при различных концентрациях киральных включений. Показано, что взаимодействие киральной среды и электромагнитной волны подчиняется единому нелинейному уравнению. При большой концентрации киральных включений задача носит линейный характер и может решаться с помощью введения параметра киральности. При малой концентрации киральных элементов невозможен переход к рассмотрению линейной задачи. Задача становится существенно нелинейной, требующей нахождения многоволнового решения нелинейного уравнения взаимодействия киральной среды и электромагнитной волны. На примере киральной среды с индуктивными включениями показан переход от линейного расчета киральной среды при большой концентрации киральных включений к нелинейному расчету при малой концентрации киральных включений.
Бесплатно
Особенности сигнально-кодовой конструкции, устойчивой к общим замираниям в декаметровом канале связи
Статья научная
Представлена сигнально-кодовая конструкция с повышенной устойчивостью к общим замираниям. В основе предложенной сигнально-кодовой конструкции лежат последовательный (одноканальный) метод передачи, турбо-решетчатая кодовая модуляция, передача с повышенной удельной скоростью манипуляции (быстрее т. н. скорости Найквиста). Основной особенностью предложенной сигнально-кодовой конструкции является разнесение во времени кодовых символов. Для декодирования используется итеративная процедура. Турбо-декодер состоит из двух декодеров по максимуму апостериорной вероятности, которые обмениваются априорными сведениями через псевдослучайный перемежитель. В статье представлены вероятностные характеристики, полученные путем имитационного моделирования. Эти характеристики подтверждают эффективность предложенного метода.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Поляритоны привлекают внимание исследователей и инженеров своими уникальными свойствами и перспективными приложениями в области микро- и наноэлектроники. Среди таких применений могут быть устройства типа транзистора или даже лазера на поляритонах, о чем сообщалось в научной литературе.
Бесплатно
Статья научная
Уточнены закономерности пространственной избирательности многочастотной линейной антенной решетки с регулярным распределение частот по ее элементам. Получены выражения для расчета пространственных координат максимумов многозначной функции пространственной избирательности таких антенных систем в дальней зоне облучения и приема. Полученные результаты согласуются с результатами проведенного математического моделирования.
Бесплатно
Статья научная
В работе производится анализ особенностей, которые возникают в процессе передачи информации с помощью многопозиционного амплитудно-фазоманипулированного сигнала с N дискретными состояниями в непараметрическом, частотно селективном канале связи с межсимвольными искажениями. При этом анализ особенностей осуществляется с точки зрения практической реализации радиотехнических систем передачи информации, работающих в таком канале. Наибольшее внимание уделяется возможности увеличения скорости передачи в таких каналах связи за счет использования «окон прозрачности» при наличии неблагоприятных факторов, как расстройка по частоте и ошибки измерения огибающей и фазы, вносимые приемным устройством. На основании проведенного исследования даны рекомендации по повышению скорости в таких каналах связи.
Бесплатно
Статья научная
Для плоских симметричных щелевых антенн микроволнового диапазона (центральная частота f0 = 10 ГГц), имеющих линейный раскрыв постоянной длины (5λ0 = 150 мм), расчетным и опытным путем получены диаграммы направленности в плоскостях Е и Н для углов раскрыва 10˚, 22˚, 30˚, 34˚ и 60˚. На основе полученных опытных данных установлены границы применимости модельных представлений для исследовавшихся антенн. На границах частотного диапазона (6-12) ГГц они оставались практически неизменными.
Бесплатно
Статья научная
В П- и Т-образных фильтровых структурах отмечены особенности эквивалентных преобразований сопротивлений их схем треугольника и звезды, которые необходимо учитывать в процессе выполнения задач фильтрации и при разработке резонансных систем автогенераторов. Определены физические ограничения параметров схем, которые приводят к этим особенностям. Установлены частоты, при которых рассмотренные эквивалентные преобразования справедливы.
Бесплатно
От принципа двухканальности к теории построения инвариантных измерительных систем
Статья научная
В статье представлены теоретические основы построения инвариантных и квазиинвариантных относительно возмущающих воздействий измерительных систем. Дана историческая справка, отражающая зарождение, эволюцию и распространение методов теории инвариантности от систем автоматического управления и регулирования к информационно-измерительным системам и к измерениям в целом. На примерах структурного и технологических методов, по которым сформулированы формальные методические признаки их физической реализуемости, показаны возможности новых применений сформулированного академиком Б.Н. Петровым принципа двухканальности. Даны теоретические основы и способ линеаризации принципиально нелинейных функций преобразования параметрических измерительных преобразователей, в основе которых также лежит принцип двухканальности. Все теоретические положения подкреплены практическими примерами, распространяющими возможности рассмотренных методов на весь класс параметрических измерительных преобразователей в составе неравновесных измерительных мостов и делителей напряжения.
Бесплатно
