Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 550
Флуктуации интенсивности сигнала в атмосферных оптических системах передачи информации
Статья научная
Рассматриваются распределения плотности вероятностей флуктуаций интенсивности оптического сигнала при турбулентных возмущениях различной степени. Показано, что в экспериментальных работах по исследованию флуктуаций интенсивности сигнала в атмосфере необходимо учитывать влияние флуктуаций интенсивности светового фона.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен способ формирования двумерных панорамных радиолокационных изображений объектов сложной формы с использованием радиолокационного измерительного комплекса открытого типа.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты исследований макета антенной решетки для перспективной базовой станции сотовой связи диапазона частот 1,8-1,88 ГГц, включающей в себя линейную антенную решетку из 12 щелевых элементов с директорами прямоугольной формы, в качестве диаграммообразующей схемы которой использована модификация линзы Ротмана, отличающаяся тем, что ради уменьшения ее габаритных размеров линза свернута пополам - в центре расположена земля, а по обе стороны ее - половинки тела линзы с экспоненциальными полосковыми трансформаторами. Показано, что для уменьшения уровня боковых лепестков антенной системы в режиме приема могут использоваться интерполяционная и экстраполяционная антенные решетки. Экстраполяционная антенная решетка может также формироваться с целью повышения коэффициента направленного действия приемной антенной системы и разрешения источников радиоизлучения, не разрешимых «реальной» антенной решеткой.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье автор рассматривает процесс генерации волоконных мод, переносящих орбитальный угловой момент (вортексных мод) с помощью вихревых волоконных брэгговских решеток; в данном контексте формирование вихревых мод осуществляется за счет конвертирования фундаментальной моды в моды более высоких порядков. В рамках статьи приведена обобщенная математическая модель вихревых волоконных брэгговских решеток, включающая в себя произвольную функцию аподизации и чирпирования, что позволяет рассчитывать решетки, формирующие вортексные моды заданного порядка для требуемого частотного диапазона с требуемым коэффициентом отражения. Предложен матричный способ описания вихревых волоконных брэгговских решеток, основанный на математическом аппарате теории смешанных мод и матриц рассеяния. Подобный матричный подход удобен для описания сложных и/или каскадных решеток. Проведено также имитационное моделирование рассматриваемых волоконных структур.
Бесплатно
Формирование панорамного изображения внутренней поверхности трубы
Статья научная
Обоснование. Визуальный неразрушающий контроль внутренней поверхности труб является важным аспектом при их производстве и эксплуатации. Вовремя обнаруженный и устраненный дефект может существенно сократить количество брака при производстве и предотвратить различные чрезвычайные происшествия при эксплуатации. Формирование полного панорамного изображения внутренней поверхности труб, пригодных для анализа качества, является актуальной и востребованной задачей, которая может быть решена с помощью систем компьютерного зрения.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследования формирования структур и хаотических режимов при помощи численного моделирования нелинейной колебательной системы. Проведено сравнение режимов работы, формирующих пространственно-временную структуру, показан путь перехода к хаотическому режиму колебаний.
Бесплатно
Формирование сверхкоротких импульсов с помощью сумматора конструкции Уилкинсона
Статья научная
В работе исследована возможность увеличение амплитуды сверхкоротких импульсов и формирования моноцикла Гаусса путем сложения сигналов с нескольких генераторов. Для этого были использованы кольцевые сумматоры конструкции Уилкинсона, конструкция которых была выбрана из-за низких потерь и высокой развязки входов. Было произведено моделирование S-параметров сумматоров с разными геометрическими параметрами в полосе частот до 5 ГГц. Полученные результаты совпали с экспериментально измеренными характеристиками. С помощью сумматоров путем сложения сверхкоротких импульсов одинаковой и различной полярностей была увеличена амплитуда монополярного импульса и сформирован импульс биполярной формы. Данный подход возможностью подстройки параметров выходного сигнала путем подбора задержек запускающих сигналов.
Бесплатно
Формулировка некоторых самосогласованных задач радиоэлектроники
Статья научная
Самосогласованная задача электромагнетизма определяется, как замкнутый математический цикл, в котором первичные источники электромагнитного поля корректируются обратным воздействием на них вторичных источников, возникающих в результате взаимодействия поля излучения с окружающей средой. В стационарном состоянии такой цикл описывается однородной краевой задачей либо на дифференциальном, либо на интегральном, либо на интегро-дифференциальном уравнениях, то есть задачей на собственные функции и собственные значения. Формулируются четыре наиболее распространенные варианты самосогласованных краевых задач.
Бесплатно
Фотоэлектрические свойства структур на базе пористого кремния с одно- и двухслойными покрытиями
Статья научная
Исследованы спектральные зависимости коэффициента отражения и вольтамперные характеристики структур для ФЭП на базе пористого кремния с одно- и двухслойными покрытиями из сульфида цинка и фторида диспрозия. Показано, что ФЭП на основе структур с двухслойным покрытием обладают наибольшей эффективностью преобразования, что подтверждает пассивирующие свойства фторида диспрозия на различных типах рабочей поверхности.
Бесплатно
Фракталы в радиолокации и радиофизике: 40 лет научных исследований
Статья научная
В данной статье представлен обзор основных научных результатов по созданию новых информационных технологий на основе текстур, фракталов, дробных операторов и нелинейных динамических методов. Исследования проводятся в рамках научного направления «Фрактальная радиофизика и фрактальная радиоэлектроника: проектирование фрактальных радиосистем», которое разрабатывается автором с 1979 г. и по настоящее время. Показано, что впервые в мире были предложены, а затем и применены новые размерностные и топологические (а не энергетические!) признаки или инварианты, которые объединены под обобщенным понятием «топология выборки» ~ «фрактальная сигнатура». Предложены текстурные и фрактально-скейлинговые (топологические) методы обнаружения сверхслабых сигналов и полей в интенсивных шумах и помехах. Открыт, предложен и развит новый вид и новый метод современной радиолокации, а именно фрактально-скейлинговая или масштабно-инвариантная радиолокация, что влечет за собой коренные изменения в самой структуре теоретической радиолокации, а также в ее математическом аппарате. Разработаны постулаты фрактальной радиолокации: 1 - интеллектуальная обработка сигнала/изображения, основанная на теории дробной меры и скейлинговых эффектов, для расчета поля фрактальных размерностей D; 2 - выборка принимаемого сигнала в шумах относится к классу устойчивых негауссовых распределений вероятностей D сигнала; 3 - максимум топологии при минимуме энергии входного случайного сигнала (т. е. максимальный «уход» от энергии принимаемого сигнала). Данные постулаты открывают новые возможности для обеспечения устойчивой работы при малых отношениях сигнал / (шум + помеха) или увеличения дальности действия радиолокаторов. Выполненные исследования являются приоритетными в мире и служат базой для дальнейшего развития и обоснования практического применения фрактально-скейлинговых и текстурных методов в современной радиофизике, радиоэлектронных системах и нанотехнологиях, а также в создании принципиально новых и более точных фрактально-текстурных (топологических) методов обнаружения и измерения параметров радиосигналов в пространственно-временном радиолокационном канале распространения электромагнитных волн с рассеянием.
Бесплатно
Функциональный однокристальный преобразователь свет-частота на основе высокоомного n-GaAs
Статья научная
В работе описывается опытный вариант однокристального преобразователя свет-частота, представляющего собой мезапланарную фоторезисторную структуру на основе высокоомного арсенида галлия с N-образной вольт-амперной характеристикой. Показаны функциональность и перспективность применения предложенного фотоэлектрического преобразователя для оптоэлектроники. Приведены основные характеристики, проанализированы преимущества и недостатки предложенного преобразователя перед имеющимися аналогами.
Бесплатно
Статья научная
Получено выражение для функции размытия точки четырехволнового преобразователя излучения в многомодовом волноводе с керровской нелинейностью с учетом перекачки энергии из объектной волны в сигнальную и наоборот. Для одномодовых волн накачки с равными номерами мод показано наличие точек «генерации», и найдены условия на параметры волновода, характеристики взаимодействующих волн, при которых условия «генерации» реализуются. Вблизи первой точки «генерации» вид функции размытия точки определяет мода волновода, номер которой совпадает с номером моды волн накачки. Для четырехволнового преобразователя излучения в волноводе с бесконечно проводящими поверхностями качество обращения волнового фронта вблизи второй точки «генерации» совпадает с качеством обращения волнового фронта при малом коэффициенте отражения. Для четырехволнового преобразователя излучения в параболическом волноводе вблизи второй и следующих точек «генерации» вид функции размытия точки определяет одна из мод волновода.
Бесплатно
Характеристики двухзаходных конических логоспиральных антенн с сеточным и киральным рефлекторами
Статья научная
В данной статье приведены результаты математического моделирования двухзаходной конической логоспиральной антенны с рефлектором, изготовленного из метаматериала на основе спиралей. Представлен сравнительный анализ результатов математического моделирования данной антенны с классической конструкцией конической логоспиральной антенны.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены возможности обнаружения воздушных движущихся целей космическими радиолокаторами с синтезированием апертуры, использующими режим интерферометрии вдоль пути. Описана методика расчета отношения сигнал - шум, характеристик обнаружения воздушных целей в режиме селекции движущихся целей. На основании расчетов показано, что динамика подстилающей поверхности, вызванная колебаниями травы, листвы или взволнованной морской поверхности, существенно снижает возможности по обнаружению воздушных объектов космическими радиолокаторами с синтезированием апертуры в режиме селекции движущихся целей. Показано на примерах существующих космических радиолокаторов с синтезированием апертуры, что при использовании метода интерферометрии вдоль пути, как минимум двух интерферометрических баз и дофокусировки по отметкам ярких движущихся целей в канале селекции движущихся целей эффективность процедуры обнаружения может быть достаточной для практических применений. Однако область малых значений радиальной скорости остается «слепой» зоной при любых конфигурациях мультибазовой схемы и может быть уменьшена только повышением энергетического потенциала радиолокаторов с синтезированием апертуры.
Бесплатно
Цилиндрический проводник в слое изотропной плазмы
Статья научная
Решается внешняя краевая задача для цилиндрического проводника в слое изотропной плазмы. Обосновывается разделение волн в направляющей структуре на HE nm и EH nm. Показывается существование быстрых и медленных собственных и несобственных волн. Рассмотрение приводится в рамках теории линейных несамосопряженных операторов.
Бесплатно
Цифровые модемы сигналов минимальной частотной манипуляции и их характеристики
Статья научная
Обоснование. Необходимость описания особенностей формирования сигналов минимальной частотной манипуляции, раскрыть преимущества этого вида модуляции, привести схемы цифровых демодуляторов сигналов минимальной частотной манипуляции, обеспечивающие наилучшую помехоустойчивость приема, указать пути повышения спектральной эффективности модемов сигналов минимальной частотной манипуляции. Цель. Рассмотрены различные варианты построения цифровых модемов сигналов минимальной частотной манипуляции, особенности схем модемов при четных и нечетных числах полупериодов на отрезках длительности передаваемых посылок, а также специфика формирования опорных колебаний в когерентных демодуляторах. Методы. Принцип работы модуляторов и демодуляторов сигналов минимальной частотной манипуляции поясняется временными диаграммами сигналов в различных точках трактов формирования и детектирования сигналов минимальной частотной манипуляции. Такое представление обеспечивает достоверность и наглядность работы модемов сигналов минимальной частотной манипуляции. Результаты. Показано, что когерентные демодуляторы сигналов минимальной частотной манипуляции обеспечивают такую же помехоустойчивость, как и противоположные сигналы относительной фазовой манипуляции, но при этом имеют постоянный уровень сигнала и меньшую ширину спектра. В двухканальном модеме сигналов минимальной частотной манипуляции вдвое повышается спектральная эффективность по сравнению с одноканальным модемом, но уровень сигнала становится непостоянным. Заключение. Приведены сведения, поясняющие причину широкого применения сигналов минимальной частотной манипуляции в системах сотовой связи, в системах космической связи и в бесшнуровых телефонах, а также пути дальнейшего совершенствования цифровых модемов сигналов минимальной частотной манипуляции.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Поверхностные 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
Обоснование. Использование методов исследования и проектирования устойчивых нелинейных динамических систем путем построения частотных характеристик петлевого усиления отрицательной обратной связи импульсного преобразователя напряжения через временные характеристики, полученные численными методами решения нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные процессы в преобразователе, занимает большое время и имеет низкую точность расчета оптимальных режимов, когда требуется рассчитывать сотни вариантов.
Бесплатно
Статья научная
С использованием метода функции размытия точки проанализировано качество преобразования изображения при четырехволновом взаимодействии на керровской нелинейности в многомодовом волноводе в схеме с попутными волнами накачки. Показано, что приосевые моды волновода полностью определяют вид функции размытия точки. Увеличение угла между волнами накачки приводит к возникновению «тонкой» структуры функции размытия точки. Период этой структуры с ростом угла между волнами накачки уменьшается.
Бесплатно
Статья научная
Авторы проанализировали пространственную селективность четырехволнового преобразователя излучения в многомодовом волноводе с тепловой нелинейностью в схеме с попутными волнами накачки. Показано, что полуширина модуля функции размытия точки, характеризующая качество преобразования изображения, определяется в основном поперечными размерами волновода. С увеличением угла падения волн накачки на переднюю грань волновода уменьшается как величина максимального значения, так и полуширина модуля функции размытия точки. Запись в волноводе двух температурных решеток приводит к модуляции функции размытия точки с периодом обратно пропорциональным углу падения волн накачки.
Бесплатно
