Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 588
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
Передача цвета и его точное воспроизведение на экране телевизионного приемника
Статья научная
Показано, что цвета, координаты цветности которых находятся внутри треугольника цветового охвата телевизионного экрана, возможно воспроизвести колориметрически точно, т. е. без цветовых искажений. Предложен способ реализации телевизионной системы с колориметрически точным воспроизведением цветности изображения.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе мы исследовали динамику атомного перепутывания в квантовой системе, состоящей из двух идентичных двухуровневых атомов (кубитов), резонансно взаимодействующих посредством вырожденных двухфотонных переходов с модой теплового поля резонатора без потерь, при наличии штарковского сдвига энергетических уровней. Получено аналитическое выражение для параметра перепутывания атомов (отрицательности) для сепарабельных и перепутанных начальных состояний атомов. Рассмотрено влияние штарковского сдвига на степень атом-атомного перепутывания. Установлено, что штарковский сдвиг приводит к существенному увеличению степени перепутывания атомов в случае сепарабельных начальных состояний атомов и стабилизации атомного перепутывания в случае перепутанных начальных состояний атомов.
Бесплатно
Перепутывание атомов, индуцированное тепловым шумом при наличии начальной атомной когерентности
Статья научная
В настоящей статье автор исследовал динамику перепутывания двух дипольно связанных естественных или искусственных двухуровневых атомов (кубитов), нерезонансно взаимодействующих с интенсивным одномодовым тепловым полем резонатора. Найдено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы «два атома + мода поля» для когерентного начального состояния атомов в представлении «одетых состояний». Полная матрица плотности системы использована для вычисления двухатомной редуцированной матрицы плотности и вычисления количественного критерия перепутывания двухуровневых атомов - отрицательности. Результаты компьютерного моделирования временной зависимости отрицательности показали, что в случае модели с нерезонансным взаимодействием наличие начальной атомной когерентности приводит к существенному уменьшению максимальной степени перепутывания атомов, в отличие от модели с резонансным взаимодействием атомов и поля. Для резонансной модели, напротив, включение начальной атомной когерентности приводит к существенному увеличению степени перепутывания атомов.
Бесплатно
Перепутывание атомов, последовательно пролетающих резонатор с тепловым полем
Статья научная
В настоящей работе нами рассмотрена динамика перепутывания двух атомов, последовательно пролетающих резонатор одноатомного мазера с конечной температурой. Исследовано влияние начальной атомной когерентности и интенсивности теплового поля резонатора на степень перепутывания атомов. Показано, что для любых начальных состояний атомов их взаимодействие с тепловым полем резонатора приводит к перепутыванию в случае малых интенсивностей поля. При этом наведение начальной атомной когерентности ведет к уменьшению степени перепутывания атомов.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе нами рассмотрено влияние начальной атомной когерентности на динамику перепутывания двух кубитов, один из которых находится в идеальном резонаторе и взаимодействует с модой теплового квантового электромагнитного поля, а второй вне резонатора. Показано, что атомная когерентность в такой модели может быть использована для эффективного контроля за степенью перепутанности кубитов.
Бесплатно
Перепутывание в многофотонной модели Тависа - Каммингса, индуцированное тепловым шумом
Статья научная
В настоящей работе нами исследована динамика перепутывания двух естественных или искусственных двухуровневых атомов, взаимодействующих посредством многофотонных переходов с тепловым полем идеального микроволнового резонатора. На основе точного решения рассматриваемой модели найден параметра атом-атомного перепутывания для различных начальных сепарабельных и перепутанных состояний атомов. Показано, что взаимодействие атомов с тепловым полем резонатора посредством многофотонных переходов может индуцировать перепутывание атомов для всех состояний, кроме такого, в котором оба атома возбуждены. Установлено также, что максимальная степень перепутывания атомов возрастает с увеличением мультиплетности атомных переходов.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе исследована динамика двух идентичных сверхпроводящих кубитов, взаимодействующих с модой квантового электромагнитного поля микроволнового копланарного резонатора со средой Керра, при наличии эффективного диполь-дипольного взаимодействия кубитов. Нами найдено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности рассматриваемой системы для фоковского и теплового хаотического начального состояния поля резонатора. Точное решение для полной матрицы плотности было использовано для определения редуцированной матрицы плотности кубитов и вычисления параметра перепутывания кубитов - согласованности. Компьютерное моделирование временной зависимости позволило установить, что при определенных начальных состояниях кубитов их перепутывание может быть существенно увеличено при наличии керровской среды в резонаторе и прямого диполь-дипольного взаимодействия.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена система, состоящая из двух идентичных искусственных атомов (кубитов), резонансно взаимодействующих с модой квантового поля идеального микроволнового резонатора при наличии керровской нелинейности. Для рассматриваемой модели получено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы «два кубита + мода поля резонатора». Для решения квантового уравнения эволюции использовано представление «одетых» состояний, то есть собственных функций гамильтониана. Найден полный набор «одетых» состояний рассматриваемой модели. С его помощью первоначально найдено решение уравнения эволюции для когерентных начальных состояний кубитов и фоковских состояний поля, то есть состояний с определенным числом фотонов в резонаторной моде. Затем проведено обобщение указанного решения на случай теплового состояния поля резонатора. Усредняя полную матрицу плотности по переменным поля резонатора, мы нашли редуцированную матрицу плотности двух кубитов. Двухкубитная матрица плотности использована для вычисления параметра перепутывания кубитов в аналитическом виде. В качестве количественного критерия перепутывания кубитов выбрана согласованность. Ввиду особой громоздкости полученного выражения для согласованности проведено численное моделирование временной зависимости согласованности кубитов для различных параметров модели и начальных состояний кубитов. Наиболее интересным представляется результат, заключающийся в том, что учет начальной когерентности кубитов в модели с керровской нелинейностью приводит к существенному увеличению максимальной степени перепутывания кубитов, индуцированного тепловым полем, даже в случае больших интенсивностей поля резонатора.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе мы исследовали динамику атомного перепутывания в квантовой системе, состоящей из двух дипольно-связанных идентичных двухуровневых атомов, один из которых нерезонансно взаимодействует с модой теплового поля идеального резонатора, а второй находится вне этого резонатора. Получено аналитическое выражение для параметра перепутывания атомов (отрицательности) для сепарабельного начального состояния атомов. Рассмотрено влияние расстройки частот атома и поля и прямого диполь-дипольного взаимодействия на атом-атомное перепутывание. Установлено, что расстройка может привести к существенному увеличению степени перепутывания атомов в присутствии диполь-дипольного взаимодействия. Мы также показали, что расстройка и диполь-дипольное взаимодействие являются эффективным механизмами контроля и управления перепутыванием атомов.
Бесплатно
Перепутывание сверхпроводящих зарядовых кубитов при наличии среды Керра
Статья научная
Обоснование. Необходимость реализации контролируемой связи между кубитами, являющимися логическими элементами квантовых устройств, таких как квантовые компьютеры и квантовые сети, требует наряду с использованием традиционных методов разработки новых, более эффективных способов организации взаимодействия кубитов с микроволновыми полями резонаторов, используемых для генерации и управления перепутыванием кубитов. В качестве одного из таких методов предложен метод, основанный на воздействии частотно-регулируемых радиочастотных сигналов на сверхпроводящий джозефсоновские кубит, соединенный большим джозефсоновским переходом со свободным кубитом.
Бесплатно
Перспективные направления в области создания детекторов гравитационных волн
Статья научная
В работе рассмотрены основные принципы детектирования гравитационных волн. Действующие детекторы гравитационной волны представляют собой модернизированный интерферометр Майкельсона - LIGO-детектор. Одна из технических задач LIGO-детектора - это подавление вибраций в системе и обеспечение высокой статичности отражающих зеркал. Предложено исследовать особенности LIGO-детектора с подвижными зеркалами. Разработано программное обеспечение LIGO-RM, моделирующее работу LIGO-детектора и позволяющее исследовать его параметры и возможности. Основной задачей моделирования является исследование сигнала детектора гравитационных волн с осциллирующими зеркалами. В программе имеется графический интерфейс, позволяющий интерактивно управлять характером движения отражающих зеркал и наблюдать изменения сигнала детектора. LIGO-RM моделирует наличие гравитационной волны заданного типа и позволяет наблюдать ее влияние на результат работы интерферометра LIGO в интерактивном виде и в виде численного результата. Выполнен ряд численных экспериментов, и показаны сигналы детектора при наличии и отсутствии колебаний зеркал. Обсуждаются результаты расчетов и возможность регистрации гравитационных волн с помощью LIGO-детектора с подвижными зеркалами.
Бесплатно
Статья научная
В статье освещены преимущества и примеры использования оборудования пакетной радиосвязи миллиметрового диапазона для операторов связи. Указаны особенности распространения радиоволн миллиметрового диапазона в атмосфере. Проведен анализ мировых и российских производителей оборудования пакетной радиосвязи миллиметрового диапазона. Отмечены их основные достоинства и недостатки. В статье высказываются некоторые рекомендации по использованию представленных в анализе моделей оборудования. Описаны перспективы развития оборудования пакетной радиосвязи миллиметрового диапазона.
Бесплатно
Перспективы использования метаматериалов в антеннах нового поколения
Статья научная
В статье приведен обзор существующих исследований по возможностям применения метаматериалов в антенной технике, а также ряд новых исследований авторов. Обоснована перспективность применения метаматериалов в конструкции антенных систем для совершенствования их электрических и массо-габаритных характеристик.
Бесплатно
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
Статья научная
Обоснование. Для развития новых терагерцовых систем беспроводной связи с высокой пропускной способностью и скоростью передачи, таких как 6G и выше, необходимо эффективное управление направлением поляризации излучаемых терагерцовых волн, однако большинство методов технологически сложные и дорогие. Реализация терагерцовых антенн и устройств на основе 2D-материалов, таких как графен, решает проблему, связанную с разработкой эффективного управления.
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
