Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы

Решение задач по исключению паразитных каналов связи и смешивания сигналов РТС на входе приемника НИП при испытаниях на СК РН типа "Союз"

Клюев Д.С., Кузьменко А.А., Мальцев А.С., Мишин Д.В., Филиппов С.Б.

Статья научная

В работе представлены методы решения задач по исключению паразитных каналов связи и смешивания сигналов радиотехнических систем на входе приемника наземных измерительных пунктов при испытаниях на СК РН типа «СОЮЗ» на космодромах ГКЦ и «Восточный». Приведены конструкции и электрические характеристики антенных насадок метрового и дециметрового диапазона частот, применяемых для подавления паразитных каналов связи. Представлена схема работы с активным ретранслятором с преобразованием частоты.

Бесплатно

Решение задач электродинамики на основе сингулярных интегральных представлений электромагнитного поля: теория антенн, дифракция электромагнитных волн, метаструктуры

Неганов В.А., Табаков Д.П.

Статья научная

Рассмотрены вопросы, касающиеся использования сингулярных интегральных представлений электромагнитного поля для построения самодостаточных математических моделей излучающих и переизлучающих структур. Изложены основы корректного электродинамического анализа антенн, киральных элементов и метаматериалов. Рассмотрен механизм учета межэлементного взаимодействия, реализующийся через обобщеную процедуру метода Гаусса - Зейделя. Представлены результаты численного решения внутренней и внешней задачи для некоторых моделей антенн, переизлучающих элементов и метаструктур.

Бесплатно

Решение краевой задачи для равновесного плавного n- n +-перехода с помощью интерполяционного метода

Арефьев А.С.

Статья научная

С помощью интерполяционного метода решения дифференциальных уравнений получены распределения напряженности электрического поля и концентраций свободных носителей заряда в равновесном плавном -переходе.

Бесплатно

Решение проблемы СВЧ-нагрева композиционных материалов

Морозов Г.А., Морозов О.Г., Анфиногентов В.И., Веденькин Д.А., Смирнов С.В., Ганиева С.Р.

Статья научная

В работе рассматривается задача СВЧ-нагрева полимеров, асфальто-парафиновых отложений при заполнении металлического, короткозамкнутого цилиндра. Решается задача формирования и оптимизации электромагнитных полей. Приводятся результаты моделирования возбуждения цилиндров с использованием минимаксных и интегральных критериев.

Бесплатно

Решение электромагнитной обратной задачи восстановления неоднородности в диэлектрическом теле двухшаговым методом по измерениям ближнего поля

Смирнов Ю.Г., Лапич А.О.

Статья научная

Обоснование. Обратные электромагнитные задачи восстановления неоднородности в диэлектрическом теле по измерениям поля в ближней зоне возникают, например, при ранней диагностике рака молочной железы методом СВЧ-томографии. Решение таких обратных задач является основой для разработки технологии обнаружения неоднородностей с помощью СВЧ-устройств. От точности решения обратной задачи зависит эффективность соответствующей технологии. Поэтому разработка новых, более точных, методов решения обратной задачи СВЧ-томографии весьма актуальна.

Бесплатно

СВЧ фотонные кристаллы - новый тип функциональных структур, применяемых в радиоэлектронике

Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Мерданов М.К., Пономарев Д.В., Евтеев С.Г.

Статья научная

Представлены результаты новых практических применений свойств СВЧ фотонных кристаллов в качестве функциональных структур радиоэлектроники, среди которых СВЧ-фильтры на основе системы резонансных диафрагм и малогабаритные широкополосные согласованные нагрузки в сантиметровом и миллиметровом диапазонах.

Бесплатно

СВЧ фотонные кристаллы с электрически управляемыми характеристиками

Усанов Д.А., Никитов С.А., Скрипаль А.В., Мерданов М.К., Евтеев С.Г., Фролов А.П.

Статья научная

Представлены результаты исследований волноводных и микрополосковых фотонных кристаллов с электрически управляемыми характеристиками. Предложены конструкции фотонных кристаллов с электрически управляемыми характеристиками на основе микрополосковых линий и волноводов с диэлектрическим заполнением, с резонансными диафрагмами и рамочными элементами, которые могут быть использованы как при создании СВЧ-выключателей и переключателей, модуляторов СВЧ-сигнала, так и высокочувствительных систем для измерения параметров материалов на сверхвысоких частотах.

Бесплатно

Самосинхронизация томсоновских автоколебательных систем в дискретном времени

Зайцев В.В., Зайцев О.В., Стулов И.В.

Статья научная

Описан эффект, возникающий в дискретном времени при взаимодействии автоколебаний с подмененными гармониками основной частоты. Показано, что он аналогичен эффекту захвата частоты (синхронизации) автоколебаний внешним гармоническим сигналом. Так как дискретный автогенератор формально является автономной системой, то эффект классифицирован как самозахват частоты или самосинхронизация. Самозахват проанализирован методом медленно меняющихся амплитуд. Указано на то, что через механизм самосинхронизации при определенных условиях осуществляется привязка частоты дискретных автоколебаний к частоте дискретизации.

Бесплатно

Самосогласованная краевая задача на присоединенном уравнении Гельмгольца

Раевский А.С., Раевский С.Б., Седаков А.Ю.

Статья научная

Рассматривается самосогласованная краевая задача о возбуждении, в которой функция источника, стоящая в правой части уравнения Гельмгольца, является решением однородной краевой задачи на этом уравнении. Показывается, что такой источник наряду с собственной волной (колебанием) создает присоединенную волну (колебание). Поскольку указанные волны (колебания) существуют только в присутствии источника обозначенного типа, предлагается классифицировать их как присоединенные к источнику.

Бесплатно

Свойства и технические приложения антенных решеток, сфокусированных по широкополосному сигналу

Веденькин Д.А., Седельников Ю.Е.

Статья научная

Обоснование. В настоящее время активно исследуются антенные решетки, сфокусированные в зоне ближнего излученного поля. Известны основные свойства и характеристики сфокусированных антенных систем, использующих узкополосные сигналы. Расширить технические возможности устройств, использующих сфокусированные электромагнитные поля, возможно за счет применения широкополосных сигналов. Настоящая статья посвящена описанию свойств и ряда технических приложений антенных решеток, сфокусированных в зоне ближнего излученного поля по широкополосному сигналу. Цель настоящей статьи заключается в описании основных свойств сфокусированных широкополосных электромагнитных полей и выработке на их основе вариантов практического применения.

Бесплатно

Свойства сложно-периодических неоднородных систем в радиочастотных и оптических направляющих структурах

Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р.

Статья научная

Рассмотрены вопросы, связанные с анализом спектральных характеристик волоконных брэгговских решеток и радиочастотных периодических систем в коаксиальном кабеле, однородная периодическая структура которых содержит фазовый дискретный сдвиг. Данные волоконные решетки предназначены для сенсорных систем измерения температуры, линейного и изгибного натяжения и позволяют на 1-2 порядка повысить их разрешающую способность. Показан эффект увеличения чувствительности определения электрофизических параметров сред с помощью брэгговских структур с фазовым сдвигом в коаксиальном кабеле.

Бесплатно

Свойства спутной оболочки, образующейся в мезосфере вокруг ЛА при гиперзвуковом движении

Тамбовцев В.И., Шевяков И.А., Баринов А.Е.

Статья научная

Одно из направлений в физике ионизованного газа связано с изучением возмущений среды вокруг сверхзвукового ЛА в мезосфере Земли, что необходимо при рассмотрении вопроса организации надежного радиоканала связи. В работе при исследовании механизма радиопрозрачности возмущенной среды в качестве модели рассматриваются столкновительный ионизованный газ и его плазменное состояние.

Бесплатно

Связанные замедляющие системы

Пчельников Ю.Н., Мирошниченко А.Ю., Пчельников А.Г.

Статья научная

Рассмотрена обобщенная модель связанных замедляющих систем (СЗС) в виде параллельно или коаксиально расположенных импедансных проводников. Найдены эквивалентные параметры, подстановка которых в «укороченное» уравнение длинной линии позволила получить дисперсионное уравнение и выражение для замедления противофазной волны. Получены соотношения, подтверждающие, что независимо от конкретной конфигурации импедансных проводников, замедление противофазной волны в СЗС может во много раз превышать замедление в одном импедансном проводнике при сохранении достаточно большого волнового сопротивления и малых потерь в проводниках. Показано, что концентрация энергии электрического поля между импедансными проводниками, а энергии магнитного поля – снаружи проводников позволяет значительно увеличить эффективность ВЧ-нагрева и измерений, открывая возможность разработки новых технологий и устройств для применения в промышленности и медицине.

Бесплатно

Сдвиговые волны в круговой щелевой структуре пьезоэлектриков с вращающимся цилиндром

Марышев С.Н., Шевяхов Н.С.

Статья научная

Рассмотрено циркуляционное распространение аксиально-сдвиговых волн в круговой щелевой структуре пьезоэлектриков класса 6mm (4mm, m) с вращающимся пьезоэлектрическим цилиндром. В общем случае кривизна границ щели способствует излучению в окружающую среду и приводит к затуханию волн. Показано, что с превышением фазовой скорости циркуляционной щелевой волны линейной скорости вращения поверхностных точек цилиндра из-за компенсации потерь на излучение энергией, передаваемой электрическими полями через щель от цилиндра к окружающей пьезоэлектрической среде, возможно стационарное распространение щелевых волн.

Бесплатно

Сжатие света в двухатомной модели Джейнса - Каммингса с зависящим от интенсивности атом-полевым взаимодействием

Башкиров Е.К.

Статья научная

Исследованы особенности сжатия света в системе двух двухуровневых атомов, взаимодействующих с модой когерентного электромагнитного поля в идеальном резонаторе, с учетом зависимости параметра атом-полевого взаимодействия от интенсивности поля. В результате численного моделирования параметров сжатия показано, что для рассматриваемой модели максимальная степень сжатия поля значительно превосходит соответствующую величину для однофотонного случая.

Бесплатно

Сжатие света в трехатомной модели Джейнса - Каммингса в идеальном резонаторе

Башкиров Е.К.

Статья научная

Исследована динамика резонансной однофотонной трехатомной модели Джейнса - Каммингса для когерентного поля резонатора. Показана возможность сжатия поля резонатора для малых средних чисел фотонов в резонаторе. Установлено, что в случае трехатомной модели для больших интенсивностей резонаторной моды сжатие отсутствует, в отличие от одноатомной модели.

Бесплатно

Симметричные решения задачи синтеза трехзвенного ступенчатого СВЧ-фильтра Баттерворта

Арефьев А.С.

Статья научная

Показано, что задача синтеза трехзвенного ступенчатого СВЧ-фильтра Баттерворта имеет два симметричных решения с одинаковыми волновыми сопротивлениями крайних звеньев. Первому решению соответствует конфигурация фильтра с низкоомным центральным звеном. Второму решению соответствует конфигурация с высокоомным центральным звеном. Получены выражения для волновых сопротивлений звеньев фильтра. Приведены результаты расчета волновых сопротивлений.

Бесплатно

Сингулярное интегральное уравнение для электрического вибратора с учетом конечной проводимости металла, из которого он изготовлен

Клюев Д.С., Соколова Ю.В.

Статья научная

Получено сингулярное интегральное уравнение для электрического вибратора, позволяющее учитывать конечную проводимость металла, из которого он изготовлен. Вывод сингулярного интегрального уравнения основан на применении функции Грина для свободного пространства, записанной в цилиндрической системе координат с учетом отсутствия зависимости поля от азимутальной координаты, от точечного источника, расположенного на поверхности электрического вибратора. Предложены методы его решения. В отличие от известных математических моделей электрического вибратора, построенных в приближении идеального проводника, применение полученного в данной работе сингулярного интегрального уравнения позволяет учесть тепловые потери и рассчитать КПД.

Бесплатно

Сингулярные интегральные представления электромагнитного поля как средство корректного решения антенных задач

Неганов В.А., Табаков Д.П.

Статья научная

Статья посвящена (сингулярным) интегральным представлениям электромагнитного поля. Рассмотрены вопросы, касающиеся места интегральных представлений электромагнитного поля в электродинамике, а также их применения для построения строгой самосогласованной теории антенн, которая на сегодняшний день по большей части представляет собой теорию их дальней зоны. Дано определение некорректной задачи теории антенн. Приведены интегральные представления электромагнитного поля для наиболее распространенных классов излучающих структур. Представлены результаты численного моделирования.

Бесплатно

Синтез амплитудно-фазовых распределений в линейных антенных решетках для формирования мультисфокусированного электромагнитного поля

Гильфанова А.Ф., Веденькин Д.А.

Статья научная

Обоснование. Синтез заданных пространственных распределений электромагнитного поля является актуальной задачей современной антенной техники. Особое значение имеет управление полем в зоне ближнего излученного поля, где требуется не просто сформировать направленное излучение, а необходимо обеспечить локализацию электромагнитной энергии в одной или нескольких заданных областях пространства. Такая задача востребована в системах передачи сигналов, электромагнитного воздействия, микроволновой обработки материалов, в медицинских приложениях и др. Цель. Разработка и исследование алгоритма синтеза амплитудно-фазового распределения токов возбуждения линейной антенной решетки для формирования мультисфокусированного электромагнитного поля с заданным расположением максимумов в зоне ближнего излученного поля. Методы. Использованы математическое описание поля антенной решетки в виде суперпозиции вкладов отдельных излучателей, численное моделирование, реализующее алгоритм с подбором амплитудно-фазовых коэффициентов по критерию минимального отклонения от заданного распределения поля. Результаты. Исследованы разностные распределения первого и второго типов, обеспечивающие поперечное и продольное разделение максимумов излучения. Разработан алгоритм синтеза амплитудно-фазового распределения, позволяющий подбирать амплитуды и фазы возбуждения элементов антенной решетки по заданному критерию качества. Результаты моделирования подтвердили возможность формирования как симметричных, так и асимметричных мультисфокусированных распределений поля. Заключение. Предложенный подход позволяет рассматривать разностные распределения как частный случай более общей задачи мультифокусировки и расширяет возможности управления электромагнитным полем в зоне ближнего излученного поля линейной антенной решетки. Использование принципов синтеза требуемых амплитудно-фазовых распределений позволяет задавать положение нескольких фокальных областей, регулировать их относительные уровни и снижать влияние нежелательных максимумов. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании антенных систем, предназначенных для формирования локальных максимумов электромагнитного поля в ограниченных областях пространства.

Бесплатно