Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 539
Плазмон-поляритонные волны в цилиндрических направляющих структурах
Статья научная
В статье представлены результаты решений дисперсионных уравнений плазмон-поляритонных волн, распространяющихся в круглом металлическом наностержне и круглом диэлектрическом волноводе с металлической пленкой. Приведены распределения зависимостей у указанных волн компоненты электрического поля E _ z от радиальной координаты. Представлен сравнительный анализ характеристик существующих в рассмотренных электродинамических структурах плазмон-поляритонных волн. Результаты получены с учетом реальных свойств металлов в оптическом диапазоне.
Бесплатно
Плоская линза Люнеберга на основе печатной схемы с проводниками криволинейной формы
Статья научная
Для запитки сверхширокополосных фазированных антенных решеток с полноазимутальным сканированием перспективным является использование печатной линзы Люнеберга. В данной статье описана модель построения плоской линзы Люнеберга на основе печатной схемы с проводниками криволинейной формы. На покрытой медью подложке был вытравлен определенный узор (шаблон) с относительной диэлектрической проницаемостью er ≈ 1. Это делалось для того, чтобы реализовать значение показателя преломления. Путем печати сетки из пересекающихся проводящих линий в центре линзы был достигнут показатель преломления Диаметр линзовой антенны Люнеберга был выбран равным 28,6 см, что соответствует 12,4l0 (l0 - длина волны свободного пространства) для достижения ширины луча половинной мощности ≈ 5° при расчетной частоте до 20 ГГц. Поскольку конструкция линзы Люнеберга основана на геометрической оптике, диаметр линзы должен быть кратен длине волны, чтобы ограничить дифракционные эффекты. Были выбраны рабочие частоты до 20 ГГц. Линза была дискретизирована на единичные ячейки. При достаточно малом размере элементарных ячеек линза может быть описана как среда с определенным эффективным показателем преломления. В результате эта теория распространения может быть применена для проектирования линзы. Подложка, взятая для линзы, была толщиной 1 мм, используемый материал - Rohacell 31HF, который имеет диэлектрическую проницаемость 1,046 и тангенс потерь tg(d) = 0,002.
Бесплатно
Поверхностные поляритоны на границе нанокомпозита
Статья научная
В работе проведен анализ свойств поверхностных поляритонов на границе нанокомпозита, образованного наночастицами резонансного полупроводникового материала в диэлектрической матрице. Показано, что с увеличением концентрации наночастиц частота поверхностного поляритона в нанокомпозите растет. В частотном спектре постоянной распространения поверхностного поляритона это приводит к смещению максимума постоянной распространения в сторону увеличения частоты. При изменении диэлектрической проницаемости матрицы нанокомпозита частота поверхностного поляритона уменьшается с ростом диэлектрической проницаемости.
Бесплатно
Поверхностные поляритоны на границе объемный титан – вакуум
Статья научная
Из первых принципов произведен расчет действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости титана. Симуляция взаимодействия света с веществом осуществлялась с помощью программы SIESTA. В работе проводится анализ частотно-угловых спектров отражения от слоя Ti в режиме НПВО с возбуждением поверхностных поляритонов.
Бесплатно
Поверхностные спиновые волны в пространственно неоднородных пленках феррошпинелей
Статья научная
Рассмотрены особенности в амплитудно-частотных характеристиках макета типа линии задержки в касательно намагниченных пленках марганцевых и магний-марганцевых феррошпинелей. Рассчитаны волновые числа, фазовые и групповые скорости, коэффициенты затухания магнитостатических волн. Общим наблюдаемым эффектом для пленок феррошпинелей является «осцилляции прохождения» в амплитудно-частотных характеристиках магнитостатических волн с изменением частоты. Изменения в амплитудно-частотных характеристиках связаны с эффектами резонансного взаимодействия дипольных и обменных волн. Показано, что глубина и число обменных минимумов в амплитудно-частотных характеристиках пленок различного состава зависят от величины обменного взаимодействия, констант поверхностной анизотропии и параметров закрепления спинов на свободной поверхности и межслойной границе.
Бесплатно
Повышение помехоустойчивости OFDM-систем в каналах с замираниями
Статья научная
В работе предложен способ повышения помехоустойчивости OFDM-систем в многолучевых каналах связи. Предлагаемый способ состоит в применении фильтра Калмана для оценки и интерполяции частотной характеристики канала с использованием пилотных символов, расположенных по «блочной» схеме. Эффективность алгоритма исследована в двух различных каналах, рекомендованных стандартами GSM/EDGE для тестирования систем: типовом канале в условиях городской застройки и типовом канале для маленьких сот. Проведено сравнение характеристик предложенного алгоритма с другими известными методами. Рассмотрено влияние доплеровского сдвига на эффективность предложенного алгоритма. Проведено компьютерное моделирование для оценки зависимости вероятности битовой ошибки от отношения сигнал/шум. Показано, что предложенный алгоритм обеспечивает меньшую вероятность битовой ошибки в медленно меняющихся каналах, но его эффективность уменьшается с ростом доплеровской частоты.
Бесплатно
Повышение помехоустойчивости при оценке параметров проективного совмещения телевизионных сигналов
Статья научная
В статье представлен алгоритм проективного совмещения телевизионных сигналов. Алгоритм позволяет повысить помехоустойчивость при оценке параметров при анализе телевизионных сигналов, содержащих регулярно повторяющиеся текстурные фрагменты. В основу оценки параметров проективного совмещения положено сопоставление изображений по так называемым особым точкам. Это точки с локальным экстремумом по яркости. Сопоставление точек определяется по максимуму коэффициента корреляции двух фрагментов изображений, в центре которых находится особая точка. Для обеспечения инвариантности к искажению по углу и поворота, и масштаба фрагменты изображений преобразовываются в логарифмически полярную систему координат. В этой системе координат угол поворота и масштаб будут соответствовать смещению вдоль соответствующих координатных осей. Повышение помехоустойчивости обеспечивается благодаря разработанной процедуре удаления особых точек на текстурных фрагментах, что уменьшает вероятность неверного сопоставления. Численное моделирование показало, что разработанный алгоритм, обеспечивает высокую помехоустойчивость в сравнении с аналогичными алгоритмами.
Бесплатно
Повышение эффективности резонансного электромагнитного ускорителя
Статья научная
Приведены исследования, направленные на повышение эффективности резонансного электромагнитного ускорителя. Предложена модернизированная система ускорителя, отличающаяся наличием системы подзарядки накопителя. Предложенная система с применением выработанных рекомендаций имеет теоретическую эффективность преобразования энергии накопителя в кинетическую энергию метаемого тела, равную 70%.
Бесплатно
Статья научная
Объектами исследования являются композитные структуры, защищающие от электромагнитного излучения в мягком рентгеновском диапазоне. Цель работы - предложить подходы к математическому моделированию покрытий на основе этих структур, рассчитать характеристики отражения и прохождения однородной плоской волны, падающей под различными углами на такие покрытия. Методы исследования - электродинамическое моделирование, теория графов, трехмерное электромагнитное моделирование в САПР. Приведены математические модели многослойных структур, полученные на основе электродинамического подхода и с использованием теории графов, результаты расчетов характеристик отражения и прохождения однородной плоской волны, падающей под различными углами на такие структуры. Рассмотрены перспективы использования пленочных покрытий с воздушными отверстиями. Полученные в процессе выполнения работы результаты могут быть использованы для создания покрытий, защищающих радиоэлектронную аппаратуру от воздействия рентгеновского излучения.
Бесплатно
Статья научная
В статье сформулирована задача выбора формы огибающей сверхвысокочастотного импульса мощного генератора, обеспечивающей максимум излучаемой поверхностной антенной энергии в предпробойном режиме, в виде изопериметрической задачи вариационного исчисления и получено ее решение. Оптимизация проводилась при фиксированной эффективной длительности огибающей. Установлено, что оптимальная форма зависит от эффективной длительности импульса и представляет собой усеченный овал. При увеличении длительности импульса оптимальная форма стремится к прямоугольной. Получены аналитические выражения, связывающие эффективную длительность и предельно допустимую энергию с пробойным полем для импульсов с оптимальной, прямоугольной, гауссовой и треугольной огибающими. Проведен расчет зависимостей пробойного поля и предельно допустимой энергии импульсов с указанными формами огибающих от эффективной длительности импульса в диапазоне реализуемых длительностей мощных релятивистских сверхвысокочастотных генераторов. Дан сравнительный анализ полученных результатов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен новый тип волноводных элементов – SIW (Substrate Integrated Waveguide) – для включения в структуру многослойных интегральных микросхем. Показаны возможности перехода на волноводы сложного сечения, реализованные на SIW. В качестве примера рассмотрена реализация полосно-пропускающего фильтра на плоско-поперечных сдвигах Н-волноводов в классическом цельнометаллическом исполнении и в SIW исполнении. Расчет электродинамических характеристик классического Н-волновода осуществлялся методом частичных областей с учетом особенности электромагнитного поля на ребре. Переход от классических волноводов к SIW осуществлялся с применением аппроксимационных эмпирических формул.
Бесплатно
Пористые структуры на основе карбида кремния для фотоэлектрических преобразователей
Статья научная
Рассмотрен способ получения пористого карбида кремния путем карбидизации пористого кремния. Исследованы морфология поверхности и фазовый состав слоев пористого карбида кремния, получаемого при диффузии углерода из газовой фазы в слой пористого кремния. Получены спектры отражения образцов пористого карбида кремния, пористого кремния. Определены удельное поверхностное сопротивление и время жизни избыточных носителей заряда в пористом карбиде кремния. Показана возможность применения пористых слоев карбида кремния для увеличения эффективности фотоэлектрических преобразователей.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Задача построения помехозащищенных приемников спутниковых навигационных сигналов является весьма актуальной в связи с повышенной уязвимостью таких сигналов к воздействию помех, количество источников которых постоянно растет. Цель. Построить пространственно-временной адаптивный фильтр и реализовать его работу в реальном времени в составе помехозащищенной спутниковой навигационной системы. Методы. На основе алгоритма пространственной обработки спутниковых сигналов получен пространственно-временной фильтр, приспособленный под реализацию в реальном времени. Описана аппаратура, выбранная для приема спутниковых навигационных сигналов, практической реализации алгоритма фильтрации и демодуляции обработанного сигнала. Проведено компьютерное моделирование фильтрации и демодуляции записей сигналов с использованием полученного алгоритма, а также эксперименты по обработке спутниковых сигналов с разным количеством внешних помех в реальном времени с использованием построенного помехозащищенного приемника. Результаты. В результате моделирования и испытаний построенной установки получены значения характеристик работы системы помехозащищенной навигации, соответствующие качественному решению задачи подавления помех в спутниковом навигационном сигнале. Заключение. Модель цифровой обработки, основанная на полученном пространственно-временном фильтре, адекватно описывает процесс подавления помех в реальном спутниковом сигнале. Полученный помехозащищенный приемник спутниковых навигационных сигналов работоспособен и может использоваться на практике.
Бесплатно
Статья научная
Сформулировано существующее в современной практике информационно-телеметрического обеспечения запусков ракет космического назначение противоречие. Предложен методический аппарат, позволяющий определить рациональную программу сбора информации при обеспечении запусков и тем самым установить соответствие потребностей в телеметрической информации возможностям средств передачи данных. Проведены практические расчеты по определению рациональной программы сбора телеметрической информации при проведении первого сеанса информационно-телеметрического обеспечения запусков ракет-носителей «Протон-М» с космодрома «Байконур». Получены математические описания зависимостей варьируемых параметров от параметров состояния системы информационно-телеметрического обеспечения. Проведены экспериментальные исследования и оценка результатов расчетов по определению программы сбора телеметрической информации, которые показали работоспособность разработанного методического аппарата и подтвердили преимущества программного подхода к формированию адаптивных процедур сбора информации при обеспечении запусков ракет космического назначения.
Бесплатно
Преобразование цветового пространства МКО в строго равноконтрастное на основе тензорного исчисления
Статья научная
В данной статье рассматриваются вопросы разработки равноконтрастного цветового пространства. В этом новом цветовом пространстве известные эллипсы (для двухмерного пространства) или эллипсоиды в трехмерном пространстве трансформируются в равные окружности или сферы (шары), соответственно. Важно иметь равноконтрастную цветовую систему, в которой геометрическая разница цветовых различий не зависела бы от сравниваемых цветов (цветностей) на цветовой диаграмме.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен принцип преобразования чирпированного импульсного сигнала в амплитудно-модулированный сигнал (в рамках каждого информационного импульса) на базе волоконно-оптического эрбиевого усилителя. Проанализирована возможность использования традиционных EDFA для данной задачи. Найдены параметры эрбиевой среды усилителя, обеспечивающей указанное преобразование. Выполнена оценка параметров преобразователя.
Бесплатно
Приближенное решение для мод изогнутого оптического волокна
Статья научная
В работе представлено приближенное аналитическое решение в замкнутом виде для мод изогнутого круглого слабонаправляющего оптического волокна с произвольным профилем показателя преломления. Решение справедливо для направляемых линейно-поляризованных мод произвольных радиального и азимутального порядков. Предлагаемое решение основано на совместном использовании метода приближения Гаусса и метода стратификации, а также замене оптического волокна с радиусом изгиба, значительно превышающим радиус волокна, некоторым прямым оптическим волокном с эквивалентным профилем показателя преломления. Представлены результаты вычислений для типичного профиля показателя преломления многомодового оптического волокна с диаметрами сердцевины и оболочки 50/125. Показано, что для рассмотренных примеров степень влияния радиуса изгиба на постоянную распространения моды изогнутого волоконного световода возрастает с увеличением порядка моды. При этом, в диапазоне изменений радиуса изгиба световода, в котором выполняются условия применения предложенного приближенного аналитического решения, постоянная распространения мод за счет изгиба световода изменяется незначительно и можно полагать, что это изменение не зависит от значения радиуса изгиба.
Бесплатно
Статья научная
В статье описан прибор для исследования распределения в пространстве ионов, образовавшихся при высокоскоростном соударении твердых тел. Предложен вариант конструктивной и структурной схемы прибора, увеличивающий достоверность информации о физических параметрах ударяемого твердого тела. Прибор предоставляет возможность исследования распределения образовавшихся ионов в пространстве при различных углах соударении твердых тел. Рассмотрены движения ионов, попадающих в систему электродов под различными углами к электрическому тормозящему полю.
Бесплатно
Статья научная
На основе измерения мгновенных амплитуд, выполненного стробоскопическим методом на дискретных интервалах времени, и вейвлет-преобразований отраженных сигналов исследованы интегральная и локальные эффективные поверхности рассеяния объекта сложной формы, облучаемого сверхширокополосным импульсом. Проведен анализ частотных зависимостей энергетических спектров и определены параметры вейвлет-преобразований для выявления доминирующих центров вторичного излучения объекта.
Бесплатно
Применение колориметрии в нейросетевых методах определения возгорания в лесных массивах
Статья научная
Сегодня для мониторинга возгорания в лесных массивах нашли применение нейросетевые методы определения возгорания. К настоящему времени разработаны такие системы, как проект «Прометей», «Видеодетектор огня», метод университета искусственного интеллекта. Они позволяют определить возгорание с точностью более 90 %, для чего используют комбинацию рекуррентных и сверточных нейронных сетей. В статье предложен метод повышения эффективности нейросетевых методов определения возгорания в лесных массивах, основанный на компьютерной колориметрии. Применение данного метода повышает эффективность работы нейросетевых методов по определения возгорания при использовании нескольких камер системы видеонаблюдения. В статье приведено сравнение работоспособности сверточной нейронной сети с использованием и без использования колориметрического модуля. По результатам, эффективность работы повысилась более чем на 20 %.
Бесплатно
