Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 539
Генетико-математическое моделирование взаимодействия популяций
Статья научная
Представлено решение генетико-математической задачи взаимодействия человеческой популяции и вирусной популяции применительно к проблеме пандемии COVID-19. Отмечено, что вирус взаимодействует не со всем организмом человека как совокупностью сложных органов, а с отдельными его клетками. Использована математическая модель, основанная на законе Харди - Вайнберга, состоящая из двух линейных взаимозависящих дифференциальных уравнений относительно частоты аллеля с различной правой частью. Уравнения отражают временную динамику клеток человеческой и вирусной популяций в процессе их взаимодействия. В уравнении для вирусной популяции правая часть - постоянная величина, характеризующая гибель вирусов за счет иммунной системы человека. В уравнении для клеток человеческой популяции правая часть линейно зависит от частоты аллеля вирусной популяции. Правая часть в этом уравнении характеризует гибель клетки при встраивании в ее ДНК вируса для его размножения. Найдены решения дифференциальных уравнений и проанализированы результаты этих решений. Получена оценка длительности пандемии при использовании параметров клеток печени человека и вируса гриппа.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается вопрос влияния шероховатой поверхности на распространение волн в экранированных структурах с учетом конечной проводимости металла. Представлен краткий обзор наиболее значимых моделей таких структур, и предложен новый метод расчета, в основу которого положены принцип градиентной модели шероховатой поверхности и концепция парциальных волн Бриллюэна. С помощью разработанной методики получено простое выражение для эквивалентной проводимости шероховатой поверхности, которое можно использовать в известных формулах для погонных потерь различных направляющих структур.
Бесплатно
ДВ-модель автоколебаний с уширенной спектральной линией
Статья научная
Представлен алгоритм генерации квазигармонических автоколебаний с однородно уширенной спектральной линией. Алгоритм основан на уравнении движения ДВ-осциллятора томсоновского типа, в которое введено случайное воздействие в виде полосового белого шума. Реализовано два типа воздействий: аддитивное и параметрическое. Спектральные характеристики генерируемых автоколебаний проанализированы методом численного эксперимента. Показано, что аддитивный алгоритм формирует автоколебания с амплитудно-частотными флуктуациями. Флуктуации частоты задают лоренцеву (резонансную) форму центральной части спектра мощности автоколебаний, флуктуации амплитуды образуют шумовой пьедестал спектральной линии. На основе анализа статистических характеристик флуктуаций частоты ДВ-осциллятора с аддитивным шумовым воздействием предложен параметрический алгоритм генерации квазигармонических автоколебаний. В нем случайным возмущениям подвержена резонансная частота колебательной системы томсоновского ДВ-осциллятора. Приведены результаты численных экспериментов с генераторами квазигармонических колебаний.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны T - и L -методы решения краевых задач для электродинамических структур с гиротропным заполнением в цилиндрической системе координат. Методы основаны на двух линейно независимых решениях обобщенного уравнения Гельмгольца для гиротропной среды. Получен полный спектр резонансных частот собственных колебаний цилиндрического однородного гиротропного резонатора. Рассчитаны дисперсионные характеристики собственных волн однородного гиротропного радиального волновода. Иллюстрируется эффект преобразования структуры электромагнитного поля собственных колебаний однородного гиротропного резонатора при изменении параметра невзаимности.
Бесплатно
Двухполяризационный излучатель с высокой развязкой для фазированных антенных решеток
Статья научная
Рассматривается малогабаритный двухполяризационный волноводный излучатель с высокой развязкой между входами, предназначенный для использования в фазированных антенных решетках с широким сектором сканирования. Подобный излучатель может также использоваться для построения активной решетки для спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой. Проведена оптимизация геометрических параметров излучателя и четырехэлементного модуля, а также их основных антенных характеристик. Приводятся результаты оптимизации по основным характеристикам излучателя и модуля (КСВ, развязке, КПД, форме ДН) в 6 %-й полосе частот в Х-диапазоне.
Бесплатно
Диагностика новообразований кожи методом комбинационного рассеяния
Статья научная
Разработан фазовый метод определения типа новообразований кожи, основанный на локализации в фазовой плоскости изменений спектральных интенсивностей комбинационного рассеяния в полосах 1300–1340 см-1 и 1640–1680 см-1 по отношению к интенсивности линии 1450 см-1 На основании ex vivo экспериментов, проведенных на 28 образцах кожи с новообразованиями, показано, что чувствительность предложенного метода близка к абсолютной, а специфичность метода превышает 90 %. Фазовый метод может быть использован для диагностики меланомы и базалиомы в массовом скрининге и мониторинге кожных патологий.
Бесплатно
Динамика перепутанной пары ридберговских атомов, последовательно пролетающих тепловой резонатор
Статья научная
В настоящей работе нами исследована динамика перепутывания двух ридберговских атома, приготовленных в белловском перепутанном состоянии, и последовательно пролетающих одномодый резонатор одноатомного мазера в тепловом состоянии. На основе точного решения рассматриваемой модели найден параметра Переса-Хородецких для атомов. Проведено численное моделирование параметра перепутывания атомов для различных параметров модели. Показано, что взаимодействие атомов с тепловым полем резонатора может приводить к частиному восстановлению начального перепутывания.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние штарковского сдвига энергетических уровней на атом-атомное перепутывание двух идентичных атомов, взаимодействующих с модой электромагнитного поля в идеальном резонаторе посредством вырожденных двухфотонных переходов. Показана возможность контроля за степенью перепутывания атомов, а также исчезновения эффекта мгновенной смерти перепутывания за счет включения штарковского сдвига.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе нами исследована динамика двух дипольно-связанных сверхпроводящих кубитов, приготовленных в перепутанном состоянии и взаимодействующих с двумя модами вакуумного электромагнитного поля двух независимых идельных резонаторов. Показано, что диполь-дипольное взаимодействие кубитов является эффективным механизмом стабилизации перепутывания кубитов.
Бесплатно
Динамика синхронизации двухкаскадного генератора ван дер Поля
Статья научная
Представлены результаты численного моделирования процесса синхронизации автоколебаний в двухкаскадном кольцевом генераторе ван дер Поля гармоническим сигналом. Исследования проведены в рамках ДВ-модели динамической системы. Модель разработана на основе принципа соответствия в рамках метода медленно меняющихся амплитуд характеристик дискретной системы характеристикам аналогового прототипа. Получены укороченные уравнения для комплексных амплитуд колебаний в каскадах генератора. Установлено, что в автономной системе наблюдается эффект бистабильности амплитуд. В режиме синхронизации внешним гармоническим сигналом решения укороченных уравнений позволили рассчитать амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики синхронных колебаний. Показано, что в полосе удержания синхронных колебаний наблюдаются переходы между бистабильными состояниями. Проанализированы различия частотных характеристик синхронизации классического и двухкаскадного осцилляторов ван дер Поля.
Бесплатно
Дискретная бигармоническая модель томсоновских автогенераторов
Статья научная
Для моделирования автоколебаний в генераторах томсоновского типа предложен численно-аналитический метод, базирующийся на представлении автоколебательной системы в виде совокупности двух осцилляторов - основной частоты и ее третьей гармоники. Ведущий осциллятор генерирует строго монохроматические автоколебания в дискретном времени и возбуждает вынужденные колебания осциллятора третьей гармоники. Основное внимание уделено автоколебаниям в трехточечных схемах с емкостной и индуктивной связями. Показано, что предложенный метод моделирования позволяет давать сравнительные оценки амплитуд гармонических составляющих спектра автоколебаний.
Бесплатно
Дискретная модель связанных нелинейных осцилляторов
Статья научная
Дискретизирующие последовательности отсчетов импульсных характеристик квазигармонических осцилляторов использованы для перехода к дискретному времени в уравнениях движения нелинейных колебательных систем со многими степенями свободы. В результате предложен конечно-разностный алгоритм моделирования нелинейной динамики осцилляторов. Разностная схема имеет второй порядок точности по дискретному времени, сохраняет форму импульсных характеристик осцилляторов и хорошо стыкуется с методами цифровой обработки сигналов. Приведен пример моделирования нелинейного резонанса в двух связанных осцилляторах Дюффинга.
Бесплатно
Дискретные отображения томсоновских автоколебательных систем с запаздыванием
Статья научная
Предложены новые дискретные отображения автоколебательных систем томсоновского типа с запаздывающими обратными связями. Отображения получены методом структурного синтеза с использованием последовательностей дискретных отсчетов импульсных характеристик резонаторов, входящих в состав автоколебательных систем. Метод медленно меняющихся амплитуд использован для анализа динамических характеристик автоколебаний в дискретном времени. Приведен пример генерации автоколебаний дискретным отображением осциллятора Ван дер Поля с запаздыванием.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты исследования спектра азимутально-несимметричных волн круглого открытого слоистого феррит-диэлектрического волновода при отсутствии и наличии магнитных потерь в феррите. Для волны HE_11 волновода с потерями представлены частотные зависимости угла поворота большой полуоси эллипса поляризации и его эксцентриситета.
Бесплатно
Дифракционные характеристики линзы Люнеберга для поля круговой поляризации
Статья научная
Получены расчетные диаграммы рассеянья по основной и кросс-поляризационной составляющим линзы Люнеберга при падении плоской волны с круговой поляризацией электромагнитного поля. В качестве модели линзы выбрана шестислойная диэлектрическая структура с изменяющимися значениями диэлектрической проницаемости отдельных слоев. Для нескольких размеров линзы получены коэффициенты рассеяния. Коэффициент поглощения получен на основе использования оптической теоремы. Определена доля мощности рассеянная полем кросс-поляризации.
Бесплатно
Дифракция электромагнитных волн на спиральных элементах
Статья научная
Рассматривается задача дифракции электромагнитных волн на следующих структурах: однозаходной цилиндрической спирали и совмещении левои правовинтовой цилиндрической спирали. В качестве источника возбуждения выступает плоская линейно поляризованная волна вертикальной либо горизонтальной поляризации. Расчет осуществляется на основе интегральных представлений электромагнитного поля тонкопроволочной структуры, переходящих на поверхности излучающих элементов в систему интегральных уравнений для определения неизвестных распределений токов. Показано, что структура, состоящая из совмещения левои правовинтовой спиралей, обладает четко выраженным осевым переизлучением, которое наблюдается в широкой полосе частот.
Бесплатно
Диэлектрическая проницаемость борных нанотрубок с дефектами замещения
Статья научная
Из первых принципов произведен расчет частотной зависимости для действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости борных трубок без дефектов и с дефектами замещения атома бора атомами углерода и азота. Произведено сравнение и показана существенная роль данных дефектов в отклике структуры на электромагнитное воздействие. Симуляция взаимодействия света с веществом осуществлялась с помощью программы SIESTA.
Бесплатно
Дробные лапласианы и распространение волн в трехмерном пространстве как квантовый процесс
Статья научная
В статье показано, что большое число задач распространения линейных волн различной физической природы может быть сформулировано как задача о фейнманоне. Мы назвали «фейнманоном» квантовый объект, двигающийся по фрактальным траекториям в фазовом пространстве динамической системы, связанной с трехмерным волновым уравнением, которое мы рассматриваем в рамках формализма интеграла Фейнмана. Методология введения фейнманонов обладает большой общностью и обусловлена нелокальностью дробных операторов Лапласа.
Бесплатно
Статья научная
Доказана единственность решения задачи синтеза двухзвенного ступенчатого трансформатора волнового сопротивления с чебышевской частотной характеристикой.
Бесплатно
Задача дифракции электромагнитной волны на системе произвольно расположенных тел и экранов
Статья научная
Рассматривается задача дифракции электромагнитной волны на системе произвольно расположенных тел и экранов. Доказываются теоремы о существовании и единственности решения исследуемой задачи в пространствах Соболева. Также доказывается разрешимость системы интегро-дифференциальных уравнений, отвечающей исследуемой задаче дифракции.
Бесплатно
