Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 588
Численный анализ отражений электромагнитной волны е-поляризации от неоднородного слоя диэлектрика
Статья научная
Работа посвящена электромагнитному анализу метаматериала на основе диэлектрического слоя, обладающего неоднородным распределением атомов вдоль поперечной координаты. В работе рассмотрено решение двухточечной граничной задачи об отражении плоской линейно поляризованной электромагнитной волны от неоднородного слоя диэлектрика. Предложен быстродействующий алгоритм расчета характеристик отражения и прохождения электромагнитной волны от неоднородного диэлектрического слоя, основанный на решении двухточечной граничной задачи. Рассчитаны частотные зависимости модуля коэффициентов отражения для различных неоднородных профилей вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости при различных углах падения. Показано, что в области нижнего диапазона нормированных частот слой диэлектрика с параболическим профилем имеет меньшее отражение по сравнению с диэлектрическим слоем с линейным профилем показателя преломления.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. При использовании шестиволновых преобразователей излучения, реализуемых в волноводах, в системах нелинейной адаптивной оптики, для обработки в реальном времени изображений необходимо знание соответствия между комплексными амплитудами сигнальной и объектной волн.
Бесплатно
Шестиволновой преобразователь излучения на тепловой нелинейности в схеме с попутными волнами накачки
Статья научная
Исследована пространственная селективность шестиволнового преобразователя излучения на тепловой нелинейности в схеме с попутными волнами накачки при нестационарном и стационарном режимах. Проанализировано влияние на ширину полосы пространственных частот шестиволнового преобразователя толщины нелинейной среды, угла падения волн накачки, их волновых чисел. Проведено сравнение пространственной селективности четырех- и шестиволновых преобразователей излучения.
Бесплатно
Широкополосные шлейфные структуры и их применение при проектировании устройств СВЧ
Статья научная
В статье рассматривается структурный синтез СВЧ-устройств с использованием шлейфных четырехполюсников. Приводится теорема о каскадном включении одинаковых реактивных симметричных четырехполюсников. Приводятся примеры проектирования различных устройств СВЧ, путем совмещения их с широкополосными шлейфными структурами.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждаются спектральные свойства мод щелевых электрозвуковых воле на границах плоской трещины, равномерно движущейся в пьезоэлектрике класса 6mm(4mm, inf mm) Показано, что поперечное движение трещины обуславливает неколлинеарность удерживаемых ею электрозвуковых волн, приводит к параметрической связи симметричной и антисимметричной мод и оказывается источником частотной дисперсии.
Бесплатно
Эквивалентная схема замещения диэлектрика в широком диапазоне частот (0 Гц - 500 МГц)
Статья научная
По измеренным частотным характеристикам сопротивлений реальных диэлектриков была построена эквивалентная схема замещения диэлектрика, работающая в широком диапазоне частот (0 Гц - 500 МГц). Данная схема замещения была построена с учетом физических процессов, протекающих в диэлектрике. В статье была сделана попытка объяснить почему частотные характеристики (модуль и фаза) комплексного сопротивления диэлектрика имеют такой характер в широкой полосе частот (до 500 МГц). Показано, что для построения схемы замещения диэлектрика (структуры и параметров) измерения только модуля сопротивления диэлектрика недостаточно, необходимо измерять также фазу комплексного сопротивления диэлектрика, что во многих работах по синтезу схемы замещения диэлектрика игнорируется.
Бесплатно
Статья научная
По измеренным частотным характеристикам сопротивления дросселя на основе тороидального сердечника, навитого из тонкой (18 мкм) нанокристаллической ленты, с разным количеством витков обмотки была построена эквивалентная схема замещения в широком диапазоне частот (0 Гц - 500 МГц). Данная схема замещения была построена с учетом физических процессов, протекающих в дросселе: влияние сопротивления провода, влияние материала сердечника, взаимное влияние провода и материала сердечника. В статье была сделана попытка объяснить, почему частотные характеристики (модуль и фаза) комплексного сопротивления дросселя имеют такой характер в широкой полосе частот (до 500 МГц). Показано, что для построения схемы замещения дросселя (структуры и параметров) измерения только модуля сопротивления дросселя недостаточно, необходимо измерять также фазу комплексного сопротивления дросселя, что во многих работах по синтезу схемы замещения дросселя игнорируется. Показано принципиальное отличие работы нанокристаллического сердечника от ферритового в применении к ВЧ-фильтрам.
Бесплатно
Статья научная
По измеренным частотным характеристикам сопротивлений дросселей, намотанных на различных ферритовых сердечниках и с разным количеством витков была построена эквивалентная схема замещения в широком диапазоне частот (0 Гц - 500 МГц). Данная схема замещения дросселя была синтезирована с учетом физических процессов, протекающих в дросселе: влияние сопротивление провода, влияние материала сердечника, взаимное влияние провода и материала сердечника. В статье была сделана попытка объяснить почему частотные характеристики (модуль и фаза) комплексного сопротивления дросселя имеют такой характер в широкой полосе частот (до 500 МГц). Показано, что для построения схемы замещения дросселя (структуры и параметров) измерения только модуля сопротивления дросселя недостаточно, необходимо измерять также фазу комплексного сопротивления дросселя, что во многих работах по синтезу схемы замещения дросселя игнорируется.
Бесплатно
Статья научная
Проведена экспериментальная оценка точности местоопределения источников радиоизлучения диапазона высоких частот угломерным и угломерно-дальномерным методами. Исследованы закономерности среднеквадратических ошибок измерения координат радиостанций метеоинформации аэродромных сетей, стандартных частот и времени, передатчиков телекодовых и непрерывных сообщений в различное время года и суток.
Бесплатно
Статья научная
Проведены экспериментальные исследования эффективности местоопределения и идентификации источников радиоизлучения с фиксированными значениями и псевдослучайной перестройкой рабочих частот в угломерных и угломерно-дальномерных системах диапазона коротких волн. Выявлены закономерности изменения среднеквадратических ошибок оценок координат объектов в различное время года и суток, а также повышения вероятности их правильной идентификации при фиксированной вероятности ложной тревоги за счет уменьшения секторов углов обзора и диапазона рабочих частот пеленгаторов.
Бесплатно
Экспериментальное исследование ТЕМ-рупора с неоднородным диэлектрическим заполнением
Статья научная
Предложен метод улучшения характеристик направленности и согласования TEM-рупорной антенны с линейным раскрывом путем заполнения ее внутреннего пространства неоднородной диэлектрической средой. Вид закона пространственного распределения ее диэлектрической проницаемости выбирался из предположения о прямолинейном распространении волнового фронта из фазового центра. Из закона Лихтенеккера для вспененных материалов получена аппроксимация плавного заполнения при помощи сложной пространственной конфигурации сплошного диэлектрика с постоянной проницаемостью. Показана возможность натурного изготовления такого заполнения при помощи технологий 3D-печати и проведены экспериментальные измерения характеристик рупорной антенны.
Бесплатно
Статья научная
Впервые исследована возможность эффективного применения магнитных нанокомпозитов в невзаимных устройствах СВЧ. Проведены измерения S-параметров матрицы рассеяния: прямых потерь, развязки между плечами и коэффициента отражения Y-циркулятора для нескольких образцов нанокомпозитов из опаловых матриц с магнитными наночастицами Co 0,5Zn 0,5Fe 2O 4 и Ni 0,5Zn 0,5Fe 2O 4 в диапазоне частот 14-18 ГГц. Показано, что циркуляторы на основе магнитных нанокомпозитов из опаловых матриц имеют лучшие микроволновые характеристики, а именно: более широкую полосу рабочих частот, меньшие вносимые прямые потери, большую развязку между плечами, чем ферритовые циркуляторы.
Бесплатно
Экспериментальное исследование полупроводниковых структур источника питания на углероде-14
Статья научная
В статье представлены результаты исследования карбидокремниевых полупроводниковых (пористых) структур с включением углерода-14. По результатам экспериментальных измерений собраны данные о параметрах фотовольтаического преобразования энергии квантов света в фото-ЭДС для подтверждения эффективности работы p-n-перехода, проведена оценка эффективности введения углерода-14 в молекулу карбида кремния электрофизическими измерениями. В процессе работы использована технология твердофазного преобразования поверхности монокристаллической подложки кремния в фазу монокристаллического карбида кремния посредством химического транспорта углерода-14 в среде водорода.
Бесплатно
Экспериментальное исследование спиральных антенн с различными вариантами дополнительного замедления
Статья научная
Обоснование. Работа направлена на развитие и исследование плоских спиральных антенн с дополнительным замедлением. Использование замедляющих структур позволяет изменить рабочий частотный диапазон антенн и их электродинамические характеристики. Рассмотрены три варианта реализации замедляющей структуры: планарная диэлектрическая пластина, планарная металлодиэлектрическая пластина с металлизированными отверстиями, планарная металлодиэлектрическая пластина с металлическими штырьками. Результаты измерений параметров образцов сравнивались с эталонным образцом антенны. Цель. В работе осуществляется измерение электрических параметров плоских спиральных антенн с дополнительным замедлением. Производится определение коэффициента стоячей волны, ширины диаграммы направленности и коэффициента усиления для практической оценки степени влияния конструктивных решений построения замедляющих пластин на функционирование антенны. Методы. Планарные замедляющие пластины установлены непосредственно перед излучающей структурой. Пластины реализованы в виде многослойной структуры из диэлектрических подложек с переменной диэлектрической проницаемостью. В конструкции металлодиэлектрических пластин предусмотрены дополнительные элементы: металлизированные отверстия и металлические штырьки. В основе эксперимента лежат строгие методики проведения измерений и количественные методы оценки результатов исследований. Параметры антенных приборов измерялись в одинаковых условиях на одних и тех же рабочих местах, что обеспечивает достоверность и стабильность измерений. Результаты. Предложенные варианты конструкции замедляющих пластин обеспечивают лучшее согласование и увеличение коэффициента усиления в нижней части рабочего диапазона, наблюдается уменьшение нижней рабочей частоты антенны. При этом лучшее согласование обеспечивает планарная диэлектрическая пластина, а замедляющая пластина с металлизированными отверстиями оказывает наименьшее влияние на равномерность диаграммы направленности. Использование подобных конструкций при диаметре спирали более полутора длин волн требует тщательного согласования конструкции слоев пластины (их формы и толщины; последовательности, градиента изменения диэлектрической проницаемости; размера и расположения дополнительных замедляющих элементов). Заключение. С практической точки зрения показано, что планарные диэлектрические и металлодиэлектрические пластины обеспечивают замедление электромагнитных волн в плоских спиральных антеннах и позволяют сместить рабочий диапазон в область более низких частот без увеличения габаритных размеров.
Бесплатно
Экспериментальное моделирование системы регистрации объектов космического пространства
Статья научная
Разработан лабораторный макет бортовой оптической системы регистрации пылевых частиц космического пространства, объектов космического мусора, метеоритов и параметров их движения, основанной на стереоскопическом эффекте.
Бесплатно
Статья научная
С применением панорамного цифрового обнаружителя-пеленгатора, расположенного на борту беспилотного летательного аппарата самолетного типа малой дальности, в условиях радиоизмерительного полигона проведены экспериментальные оценки угловых координат и местоположения источников радиоизлучения, функционирующих на фиксированных частотах и в режиме программной перестройки рабочей частоты. Угловые координаты объектов определялись фазовым методом с использованием процедур быстрого преобразования Фурье, синхронного спектрального анализа сигналов в приемных каналах и устранения неоднозначности измерений набегов фаз путем нахождения показателей их кратности. При местоопределении излучателей выполнялся выбор траектории полета беспилотного летательного аппарата по критерию минимума среднеквадратических ошибок оценок местоположения; реализованы варианты движения носителя пеленгационной аппаратуры по дуге с максимальным углом засечки пеленга 120° и спирали при задании курсовых углов в поворотных пунктах маршрута на основе апостериорных значений дисперсии координат объектов. Проведен анализ среднеквадратических ошибок измерения угловых координат и местоопределения имитаторов источников радиоизлучения, выполненных на базе генераторов стандартных сигналов, и радиостанций в диапазоне частот 30…3000 МГц.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются методы расчета электродинамических характеристик одно и многослойных планарных киральных метаматериалов на основе тонкопроволочных идеально проводящих спиралей, размещенных в диэлектрическом контейнере. На основе соотношения Максвелла - Гарнетта для кирального метаматериала определена эффективная диэлектрическая проницаемость. В работе получены дисперсионные зависимости материальных параметров для рассматриваемого метаматериала. Решены задачи об отражении плоских электромагнитных волн от метаструктур на основе одного и двух планарных слоев кирального метаматериала. Доказана возможность дискретно-многочастотной концентрации падающей СВЧ-энергии на ряде резонансных частот. Рассмотрена матричная теория для описания многослойного кирального метаматериала и получены соотношения для матриц передач кирального слоя на основе спиралей. Доказано, что двухслойный кирально-диэлектрический метаматериал на основе тонкопроволочных проводящих микроспиралей вблизи заранее заданной частоты позволяет выполнять частотно-селективное преобразование нормально падающего потока электромагнитной энергии в азимутальное рассеяние в плоскости метаструктуры.
Бесплатно
Электродинамический анализ зеркальных антенн в приближении барицентрического метода
Статья научная
В статье рассмотрены особенности применения барицентрического метода в решении задач электродинамического анализа зеркальных антенн. Основу исследования составляет решение внутренней задачи электродинамики. Задача электродинамического анализа зеркальной антенны сформулирована в классическом представлении задачи дифракции электромагнитной волны на системе бесконечно тонких идеально проводящих экранах произвольной формы и сведена к системе интегро-дифференциальных уравнений. Решение последней выполнено численно в проекционной постановке метода Галеркина при определении аппроксимации искомой функции плотности поверхностного тока в системе глобальных для анализируемого экрана базисных функций, формируемых в приближении барицентрического метода. С учетом свойств введенных базисных функций задано интегральное представление электромагнитного поля зеркальной антенны. Уточнены особенности алгоритмической реализации разработанных решений. Работоспособность и сравнительная предпочтительность применения барицентрического метода в задачах электродинамического анализа зеркальных антенн проверена на тестовых примерах.
Бесплатно
Статья научная
Построена математическая модель дифракции волноводных мод на образцах магнитных 3D-нанокомпозитов, содержащих массивы углеродных нанотрубок с магнитными наночастицами, с учетом обмена и граничных условий. На основе многоуровневой рекомпозиции автономных блоков с каналами Флоке разработан вычислительный алгоритм расчета S-параметров матрицы рассеяния для 3D-магнитной наноструктуры в волноводе. Методом автономных блоков с каналами Флоке получены результаты электродинамического расчета коэффициента прохождения волны H 10 через пластины наноматериалов на основе периодических 3D-решеток ориентированных углеродных нанотрубок с магнитными Co 80Ni 20 наночастицами в прямоугольном волноводе в зависимости от направления и величины внешнего постоянного магнитного поля, ориентации углеродных нанотрубок, взаимной ориентации постоянного и высокочастотного магнитных полей при различном числе инкапсулированных в углеродных нанотрубках с магнитными наночастицами в условиях ферромагнитного резонанса на частоте 26 ГГц.
Бесплатно
Электродинамический анализ синусоидальной антенны малых волновых размеров
Статья научная
Обоснование. Работа направлена на развитие и исследование строгих методов расчета тонкопроволочных структур со сложной формой образующей, имеющих малые волновые размеры, а также на исследование протекающих в них физических процессов. Частным случаем подобных структур является синусоидальная антенна, работающая в режиме стоячей волны тока.
Бесплатно
