Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 560
Оценка возможностей 3D-печати для изготовления волноводных фотонных кристаллов
Статья научная
В данной работе обсуждаются возможности использования технологии 3D-печати для изготовления волноводных фотонных кристаллов в X-диапазоне частот. Спроектированы и изготовлены фотонные кристаллы для прямоугольного волновода стандарта EIA WR-90 с сечением 22,86 × 10,16 мм2 в 3-сантиметровом диапазоне (X-диапазон). Было проведено численное моделирования в программном пакете OpenEMS характеристик отражения фотонных кристаллов нескольких конструкций. Основываясь на результатах моделирования, были выбраны лучшие варианты конструкций, которые были изготовлены по технологии физического моделирования методом наплавления из пластика PETG. Проведены экспериментальное исследование изготовленных макетов и сравнение полученных экспериментальных данных с данными численного моделирования. Изготовленные модели волноводных фотонных кристаллов в лучших вариантах показали перепад пропускания и отражения в соответствующих частотных полосах порядка 15-20 дБ, что приемлемо для реальных технических приложений. Результаты численного моделирования и экспериментов хорошо согласуются, что говорит о высокой эффективности и хорошем контроле топологии и размеров конструктивных элементов изготавливаемых фотонных кристаллов в использованном варианте технологии 3D-печати.
Бесплатно
Статья научная
Осуществлено рассмотрение вопросов квазиоптимальной обработки сигналов в условиях одновременного воздействия аддитивных и мультипликативной негауссовских помех. Получено выражение, описывающее влияние на величину нормированной апостериорной погрешности аддитивных и мультипликативных негауссовских помех. Показано, что при известной априорной информации о плотности распределения вероятности мультипликативной помехи точность измерения информационного параметра сигнала в случае ее медленных флуктуаций может быть значительно хуже, чем в случае быстрых флуктуаций этой помехи.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Для позиционирования беспилотных летательных аппаратов обычно используются различные датчики и система глобальной спутниковой навигации GNSS. Однако в случае кратковременного пропадания сигнала, а также повышения точности позиционирования применяются дополнительные методы оценки координат.
Бесплатно
Оценка параметров смещения и угла поворота при совмещении видеосигналов
Статья научная
В статье рассматривается задача оценки параметров смещения и угла поворота при совмещении видеосигналов. Предложенный алгоритм является обобщением алгоритма совмещения, разработанного исследователями Лукас и Канаде, известного как алгоритм оценки оптического потока. Исходный алгоритм Лукаса - Канаде позволяет оценивать параметры смещения, а предложенный автором - также и угол поворота. Идея совмещения базируется на разложении сигнала в ряд Тейлора и замене функций синуса и косинуса на приближенные функции.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. В настоящее время наблюдается интенсивное развитие радиолокационных систем дистанционного зондирования Земли, в том числе размещенных на беспилотных летательных аппаратах. Радиолокаторы с синтезированной апертурой являются эффективным средством круглосуточного и всепогодного наблюдения объектов на поверхности Земли. Радиолокаторы, работающие в VHF-диапазоне, позволяют наблюдать укрытые и подповерхностные объекты. Необходимость практической реализации радиолокатора с синтезированием апертуры VHF-диапазона частот на борту беспилотных летательных аппаратов требует дополнительного исследования пространственного разрешения радиолокаторов, учитывающего нестабильную траекторию носителя.
Бесплатно
Статья научная
Вычислена скорость изменения топологических параметров (ширина и уровень легирования базы, коэффициент неоднородности) биполярного p-n-p-транзистора, предназначенного для работы при температурах T = [500-700] K. Выполнена оценка скорости деградации рабочих параметров прибора. Показано, что достаточно стабильный высокотемпературный транзистор должен иметь уровень легирования базы не менее 5*10 18 см -3 при достаточно большой глубине ее залегания.
Бесплатно
Статья научная
С целью дальнейшего совершенствования методов защиты бортовой аппаратуры космического аппарата от воздействия электростатических разрядов на основе всестороннего изучения проблемы возникновения электростатических разрядов авторами проведены изложенные в настоящей статье исследования по анализу функционирования бортовой аппаратуры космического аппарата при воздействии электростатических разрядов. В ходе работы проведено уточнение методологии оценки стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата к воздействию электростатических разрядов на основе обобщения расчетно-аналитических работ. Анализ стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата проведен с учетом основных механизмов воздействия электростатических разрядов на бортовую космическую сеть. С учетом необходимости проведения оценки стойкости бортовой аппаратуры бортовой космической сети к электростатическим разрядам вне реальных условий эксплуатации оценка стойкости бортовой аппаратуры бортовой космической сети проводится авторами на основе математического и физического моделирования. В результате исследования разработан алгоритм оценки стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата к воздействию электростатических разрядов, подробно описанный в настоящей статье.
Бесплатно
Оценка фазочастотных характеристик выходных цепей устройств е-класса
Статья научная
На основе унитарности [S]-матрицы выходной цепи устройства Е-класса дана оценка фаз коэффициентов передачи цепи на любой гармонике основной частоты. Выведены формулы для приблизительных фазочастотных характеристик модели устройства Е-класса с ключом, который работает в двух состояниях, соответствующих либо нулевому, либо бесконечному активным сопротивлениям. На примере представленных фазочастотных характеристик макета усилителя мощности Е-класса подтверждена справедливость полученных формул. С учетом сделанных из формул выводов сформулированы рекомендации для внесения дополнений в известные методики проектирования устройств Е-класса. Данные методики можно дополнить введением настройки параметров элементов выходных цепей, для которых в наибольшей степени соблюдаются установленные оценочные значения фаз коэффициентов передачи выходной цепи на гармониках при максимально возможном их числе.
Бесплатно
Статья научная
Введение: анализ известной литературы показывает, что использование различных типов согласующих четырехполюсников (реактивных, резистивных, комплексных, смешанных) и охватывающей нелинейный элемент цепи обратной связи позволяет увеличить область физической реализуемости заданных форм частотных характеристик. Цель работы: увеличение области физической реализуемости заданных форм частотных характеристик за счет оптимизации параметров согласующих смешанных четырехполюсников и использования дополнительной цепи обратной связи, охватывающей нелинейный элемент и смешанный четырехполюсник. Одна часть таких четырехполюсников состоит только из резистивных элементов, а вторая - только из реактивных элементов. Материалы и методы: теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, схемотехнический метод анализа характеристик радиоустройств. Результаты: получены математические модели согласующих смешанных четырехполюсников в виде взаимосвязей между элементами их матрицы передачи и зависимостей сопротивлений их двухполюсников от частоты, оптимальных по критерию обеспечения заданных форм частотных характеристик. Заключение: сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ- и ФЧХ-усилителей), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Введение: анализ известной литературы показывает, что использование различных типов согласующих четырехполюсников (реактивных, резистивных, комплексных, смешанных) и охватывающей нелинейный элемент цепи обратной связи позволяет увеличить область физической реализуемости заданных форм частотных характеристик. Цель работы: увеличение области физической реализуемости заданных форм частотных характеристик за счет оптимизации параметров согласующих комплексных четырехполюсников и использования дополнительной цепи обратной связи, охватывающей нелинейный элемент и смешанный четырехполюсник. Каждый двухполюсник таких четырехполюсников состоит как из резистивных элементов, так и из реактивных. Материалы и методы: теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, схемотехнический метод анализа характеристик радиоустройств. Результаты: получены математические модели согласующих комплексных четыреполюсников в виде взаимосвязей между элементами их матрицы передачи и зависимостей сопротивлений их двухполюсников от частоты, оптимальных по критерию обеспечения заданных форм частотных характеристик. Заключение: сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ- и ФЧХ-усилителей), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм параметрического синтеза различных радиоустройств с произвольным количеством каскадов типа «нелинейная часть - реактивный четырехполюсник» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. В соответствии с этим критерием сформированы и решены системы алгебраических уравнений. В результате получены модели оптимальных четырехполюсников одного из каскадов в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Проведено математическое и схемотехническое моделирование двухкаскадного усилителя. Показано, что увеличение количества каскадов с оптимизированными параметрами приводит к значительному увеличению рабочей полосы частот. Сравнительный анализ теоретических результатов, полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм параметрического синтеза различных радиоустройств с произвольным количеством каскадов типа «реактивный четырехполюсник - нелинейная часть» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. В соответствии с этим критерием сформированы и решены системы алгебраических уравнений. В результате получены модели оптимальных четырехполюсников в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Показано, что частотные характеристики исследуемых радиоустройств из одинаковых каскадов идентичны или подобны частотным характеристикам радиоустройств из одного каскада, но с сопротивлениями источника сигнала и нагрузки, измененными определенным образом. Такие схемы названы эквивалентными. Сравнительный анализ теоретических результатов, полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Наличие возможности аналитического определения части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации остальной части параметров по критерию формирования требуемых АЧХ и ФЧХ в полосе частот. До настоящего времени такие задачи решались в отношении радиоустройств только с одним каскадом типа «нелинейная часть согласующее устройство» или «согласующее устройство - нелинейная часть». В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники. Решена также задача многокаскадных радиоустройств с реактивными четырехполюсниками. Изменение базиса для согласующих четырехполюсников и места включения нелинейной части приводит к изменению области физической реализуемости. Цель. Разработка алгоритмов параметрического синтеза радиоустройств с произвольным количеством одинаковых и неодинаковых каскадов типа «согласующий комплексный четырехполюсник - нелинейная часть» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. Методы. Теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, численные методы оптимизации. Результаты. В интересах достижения указанной цели сформированы и решены системы алгебраических уравнений. Получены модели оптимальных четырехполюсников в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Показано, что при определенных соотношениях между количеством одинаковых каскадов и значениями сопротивлений источника сигнала и нагрузки однокаскадного радиоустройства частотные характеристики однокаскадного и многокаскадного радиоустройств оказываются идентичными или подобными. Такие схемы названы эквивалентными. Использование неодинаковых каскадов приводит к значительному увеличению рабочей полосы частот. Заключение. Сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ и ФЧХ радиоустройств, значения параметров), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Наличие возможности аналитического определения части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации остальной части параметров по критерию формирования требуемых АЧХ и ФЧХ в полосе частот. До настоящего времени такие задачи решались в отношении радиоустройств только с одним каскадом типа «нелинейная часть - согласующее устройство» или «согласующее устройство - нелинейная часть». В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники. Решена также задача многокаскадных радиоустройств с реактивными четырехполюсниками. Изменение базиса для согласующих четырехполюсников и места включения нелинейной части приводит к изменению области физической реализуемости. Цель. Разработка алгоритмов параметрического синтеза радиоустройств с произвольным количеством одинаковых и неодинаковых каскадов типа «нелинейная часть - согласующий комплексный четырехполюсник» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. Методы. Теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, численные методы оптимизации. Результаты. В интересах достижения указанной цели сформированы и решены системы алгебраических уравнений. Получены модели оптимальных четырехполюсников в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Показано, что при определенных соотношениях между количеством одинаковых каскадов и значениями сопротивлений источника сигнала и нагрузки однокаскадного радиоустройства частотные характеристики однокаскадного и многокаскадного радиоустройств оказываются идентичными или подобными. Такие схемы названы эквивалентными. Использование неодинаковых каскадов приводит к значительному увеличению рабочей полосы частот. Заключение. Сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ и ФЧХ радиоустройств, значения параметров), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Наличие возможности аналитического определения части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации остальной части параметров по критерию формирования требуемых АЧХ и ФЧХ в полосе частот. До настоящего времени такие задачи решались в отношении радиоустройств только с одним каскадом типа «нелинейная часть - согласующее устройство» или «согласующее устройство - нелинейная часть». В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники. Решена также задача многокаскадных радиоустройств с реактивными четырехполюсниками. Изменение базиса для согласующих четырехполюсников и места включения нелинейной части приводит к изменению области физической реализуемости.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Наличие возможности аналитического определения части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации остальной части параметров по критерию формирования требуемых АЧХ и ФЧХ в полосе частот. До настоящего времени такие задачи решались в отношении радиоустройств только с одним каскадом типа «нелинейная часть - согласующее устройство» или «согласующее устройство - нелинейная часть». В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники. Решена также задача многокаскадных радиоустройств с реактивными четырехполюсниками. Изменение базиса для согласующих четырехполюсников и места включения нелинейной части приводит к изменению области физической реавлизуемости.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Наличие возможности аналитического определения части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации остальной части параметров по критерию формирования требуемых АЧХ и ФЧХ в полосе частот. До настоящего времени такие задачи решались в отношении радиоустройств только с одним каскадом типа «нелинейная часть - согласующее устройство» или «согласующее устройство - нелинейная часть». В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники. Решена также задача многокаскадных радиоустройств с реактивными четырехполюсниками. Изменение базиса для согласующих четырехполюсников и места включения нелинейной части приводит к изменению области физической реализуемости.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Наличие возможности аналитического определения части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации остальной части параметров по критерию формирования требуемых АЧХ и ФЧХ в полосе частот. До настоящего времени такие задачи решались в отношении радиоустройств только с одним каскадом типа «нелинейная часть - согласующее устройство» или «согласующее устройство - нелинейная часть». В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники. Решена также задача многокаскадных радиоустройств с реактивными четырехполюсниками. Изменение базиса для согласующих четырехполюсников и места включения нелинейной части приводит к изменению области физической реализуемости.
Бесплатно
Статья научная
На основе критерия пробоя и уравнения непрерывности электронов в воздухе автором определены амплитудные и энергетические параметры электрической прочности воздуха в поверхностной антенне мощного сверхвысокочастотного релятивистского генератора при излучении импульсов с трапецеидальной огибающей. В качестве граничных случаев трапецеидальной огибающей рассматривались треугольная и прямоугольная огибающие. Установлена зависимость параметров электрической прочности от формы огибающей. Проведен расчет зависимостей пробойного поля и предельно допустимой энергии в плоской апертуре от длительности импульса в диапазоне реализуемых длительностей мощных релятивистских сверхвысокочастотных генераторов. При одинаковой длительности наибольшее пробойное поле выявлено у импульса с треугольной огибающей, а наименьшее - у импульса с прямоугольной огибающей. При этом импульс с треугольной огибающей имеет наименьшую предельно допустимую энергию, а прямоугольный - наибольшую. Определены закономерности, связывающие предельно допустимую энергию и пробойное поле для рассматриваемых импульсов. При одинаковой предельно допустимой пиковой амплитуде наибольшую энергию имеет импульс с треугольной огибающей, а наименьшую - импульс с прямоугольной огибающей.
Бесплатно
Пассивные полосовые фильтры для современных систем связи СВЧ-диапазона
Статья научная
Обоснование. Полосовые фильтры являются неотъемлемой составной частью любых радиотехнических систем и современных систем связи. Исследование и разработка новых пассивных компонентов обусловлены возрастающей потребностью в таких элементах для модернизации и создания новых современных систем связи.
Бесплатно
