Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы

Двухполяризационный излучатель с высокой развязкой для фазированных антенных решеток

Пономарев Л.И., Неклюдов Е.В., Васин А.А., Терехин О.В.

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

Захаров В.П., Ларин К.В., Козлов С.В., Морятов А.А., Братченко И.А., Мякинин О.О., Артемьев Д.Н., Христофорова Ю.А.

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

Башкиров Е.К.

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

Динамика перепутанных атомов с двухфотонными переходами при наличии штарковского сдвига энергетических уровней

Башкиров Е.К., Мастюгин М.С.

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

Динамика перепутывания двух дипольно-связанных сверхпроводящих джозефсоновских кубитов, взаимодействующих с двумя резонаторами

Башкиров Е.К.

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 перепутывания кубитов в трехкубитной модели Джейнса - Каммингса для бисепарабельных начальных состояний

Багров А.Р., Башкиров Е.К.

Статья научная

Обоснование. Для работы квантового компьютера должен быть реализован набор универсальных вентилей, например двухкубитный вентиль типа контролируемое отрицание плюс однокубитные вращения. В качестве универсальной альтернативы возможно использование трехкубитных вентилей. В этой связи представляется весьма актуальной задача исследования динамики систем трех кубитов в микроволновых резонаторах, в частности изучение наиболее эффективных схем генерации, управления и контроля перепутанных состояний кубитов.

Бесплатно

Динамика синхронизации двухкаскадного генератора ван дер Поля

Зайцев В.В., Карлов А.В.

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

Борисова И.Е., Вербицкий А.А., Зайцев В.В.

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

Федюнин Э.Ю., Шилин А.Н.

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

Зайцев В.В., Шилин А.Н.

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

Дисперсионные и поляризационные свойства азимутально-несимметричных волн круглого открытого слоистого феррит-диэлектрического волновода

Назаров А.В., Попов Е.А., Рожкова М.С.

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

Панченко Б.А., Денисов Д.В.

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

Неганов В.А., Марсаков И.Ю., Табаков Д.П.

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

Александров Ю.М., Яцышен В.В.

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

Долгоживущие перепутанные состояния в двойной модели Джейнса – Каммингса с прямым диполь-дипольным взаимодействием кубитов

Башкиров Е.К.

Статья научная

Обоснование. Исследование перепутанных состояний модели Джейнса – Каммингса и ее многокубитных обобщений и расширений по-прежнему остается важной и актуальной темой современной квантовой оптики, квантовой информатики и физики твердого тела. Это связано с тем, что такие модели естественным образом описывают динамику взаимодействия логических элементов квантовых устройств (кубитов), таких как квантовые компьютеры или квантовые сети с микроволновыми полями резонаторов, используемыми для управления состояниями кубитов. В этой связи представляется весьма актуальной задача поиска наиболее эффективных схем генерации, управления и контроля перепутанных состояний кубитов в рамках моделей типа Джейнса – Каммингса. Цель. Исследовать особенности динамики перепутывания пары кубитов, каждый из которых заперт в одномодовом резонаторе и нерезонансно взаимодействует с модой вакуумного поля, при наличии расстроек частот переходов в кубитах и частот резонаторных мод и диполь-дипольного взаимодействия кубитов. Методы. Для анализа динамики рассматриваемой системы исследовано решение временного квантового уравнения Шредингера. Найдено точное решение указанного уравнения в случае начальных перепутанных состояний кубитов белловского типа. Точное решение уравнения эволюции использовано для вычисления критерия перепутывания пары кубитов – отрицательности. Проведено численное моделирование временной зависимости отрицательности для различных значений параметров рассматриваемой модели. Результаты. Показано, что наличие расстроек, разницы в константах кубит-фотонной связи и диполь-дипольного взаимодействия существенно влияет на максимальную степень перепутывания подсистемы кубитов в процессе их эволюции. Найдено, что для определенных параметров рассматриваемой модели начальные белловские перепутанные состояния кубитов могут рассматриваться в качестве долгоживущих устойчивых состояний. Заключение. Установлена возможность реализации долгоживущих устойчивых двухкубитных перепутанных состояний в рассматриваемой системе. Полученные результаты могут быть использованы для эффективного контроля и управления степенью перепутывания кубитов, взаимодействующих с микроволновыми полями резонаторов.

Бесплатно

Дробные лапласианы и распространение волн в трехмерном пространстве как квантовый процесс

Потапов А.А., Рассадин А.Э.

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

Единственность решения задачи синтеза двухзвенного ступенчатого трансформатора волнового сопротивления с чебышевской частотной характеристикой

Арефьев А.С.

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

Смирнов Ю.Г.

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

Закон Малюса в квантовой электродинамике

Волобуев А.Н.

Статья научная

Показано, что закон Малюса, основанный на принципах классической электродинамики, не полностью учитывает все эффекты, которые могут происходить при прохождении линейно поляризованного света через анализатор. На основе квантовых представлений о природе света найдена форма закона Малюса, учитывающая передачу части импульса фотона частице, на которой происходит переизлучение света вперед. Вычисления проведены в рамках теории возмущений с использованием диаграммной техники Фейнмана.

Бесплатно

Иерархия процессов в мишенях лазерного термоядерного синтеза и инерциальные стабилизирующие воздействия

Афанасьев В.В., Богослов Е.А., Данилаев М.П., Польский Ю.Е.

Статья научная

Предложен подход к стабилизации плазмы в мишенях для лазерного термоядерного синтеза инерциальными воздействиями. Показано, что предлагаемый подход позволяет с общих позиций анализировать механизмы: замедления развития локальных неустойчивостей в плазме мишеней и обеспечения требуемых временных законов изменения плотности потока энергии для устойчивого сжатия и нагрева мишени, а также решать обратную задачу устойчивости плазмы с выявлением требуемого закона распределения плотности материала и присадок в абляционном и рабочем слоях мишени.

Бесплатно