Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 519
Статья научная
С помощью разработанного проекционным методом вычислительного алгоритма проведено математическое моделирование дифракции ТЕМ-волны на периодических структурах из микролент графена конечной длины при нормальном падении ТЕМ-волны (с ориентацией вектора электрического поля ТЕМ-волны ортогонально лентам графена) в терагерцовом диапазоне. Получены результаты электродинамического расчета частотных зависимостей коэффициента прохождения ТЕМ-волны через 2D периодические 2D-структуры из микро- и нанолент графена конечной длины в зависимости от химического потенциала (внешнего постоянного электрического поля) при изменении геометрических размеров лент и периодичности структуры.
Бесплатно
Статья научная
Показана возможность создания высокоэффективных суперконденсаторов и суперсоленоидов на основе супракристаллических металлических и диэлектрических нанотрубок. Разработаны математические модели и программные продукты, позволяющие оптимизировать процедуру нахождения удельной емкости или удельной запасенной энергии суперконденсаторов, предназначенных для использования в сверхнизкочастотных радиоэлектронных устройствах.
Бесплатно
Математическое моделирование невзаимных устройств СВЧ на основе магнитных нанокомпозитов
Статья научная
Разработаны математические модели электродинамического уровня строгости для решения 3D краевых задач дифракции для уравнений Максвелла с электродинамическими граничными условиями, используя введение эффективных электромагнитных параметров магнитного нанокомпозита. Комплексные компоненты тензора эффективной магнитной проницаемости нанокомпозита в зависимости от поля подмагничивания рассчитаны на основе электродинамической модели, используя декомпозиционный вычислительный алгоритм на основе автономных блоков с магнитными нановключениями и виртуальными каналами Флоке. Используя вычислительный алгоритм, разработанный проекционным методом, получены результаты электродинамического расчета S-параметров Y-циркулятора на основе магнитного нанокомпозита из опаловой матрицы.
Бесплатно
Статья научная
Представлены математические модели основных этапов изготовления керамических и ферритовых деталей СВЧ- и КВЧ-устройств методами механической обработки плоских и цилиндрических заготовок. Рассмотрены модели грубого и тонкого шлифования внешних поверхностей керамических и ферритовых деталей абразивным и алмазным кругами, а также формирования отверстий сверлением алмазным сверлом и ультразвуковыми методами.
Бесплатно
Математическое моделирование электромагнитной обстановки на борту космического аппарата
Статья научная
Математическая модель электромагнитного взаимодействия технических средств космического комплекса это математический аналог реального процесса, проходящего под воздействием внешних воздействующих факторов окружающей среды. Актуальной становится задача адаптации математических моделей космического аппарата к реальной электромагнитной обстановке на его борту и обеспечения выбора минимально необходимых и достаточных схемотехнических решения для обеспечения помехозащищенности радиоэлектронных средств.
Бесплатно
Мерцание радиосигнала за счет турбулентности атмосферы
Статья научная
Обоснование. Турбулентные пульсации показателя преломления в атмосфере приводят к искажениям при прохождении радиосигнала. Это может создать искажение передаваемой информации за счет возникающих пульсаций амплитуды, фазы и интенсивности электромагнитной волны, которая передает радиосигнал. Флуктуации интенсивности радиосигнала приводят к мерцанию радиосигнала на приемной антенне за счет турбулентных явлений в атмосфере, которые представляют собой сложное многофункциональное физическое явление. Цель. Рассмотрена проблема флуктуации интенсивности радиосигнала на приемной антенне за счет турбулентности атмосферы - мерцание радиосигнала. Эта проблема в настоящее время является исключительно актуальной, т. к. существует тенденция активного, негативного вмешательства в процесс качественного прохождения радиосигнала на фоне природно обусловленных турбулентных пульсаций. Методы. Проведен теоретический анализ прохождения радиосигнала через турбулентную атмосферу. Исследована пространственная корреляционная функция флуктуаций интенсивности принимаемого радиосигнала за счет турбулентности атмосферы. Результаты. Введено понятии характеристики мерцания радиосигнала как среднего по сечению приемной антенны значения случайной величины - дисперсии логарифма мощности радиосигнала. Рассчитана модель возникновения флуктуации в случае двух областей в сечении приемной антенны с различными уровнями интенсивности радиосигнала. Найдена корреляционная функция для этой модели. Заключение. На основе разложения в Фурье-спектр двухточечной пространственной корреляционной функции турбулентных пульсаций показателя преломления найдена зависимость характеристики мерцания радиосигнала от волнового числа турбулентных пульсаций атмосферы. Показано, что наибольшее влияние на радиосигнал турбулентность атмосферы оказывает, когда длина электромагнитной волны сравнима с масштабом турбулентных пульсаций.
Бесплатно
Метод автоматического запроса повторной передачи с применением технологии кооперации
Статья научная
В работе рассматриваются методы помехоустойчивой передачи. Проанализирован алгоритм применения технологии кооперации с методом автоматического запроса повторной передачи в системах подвижной радиосвязи. Произведен расчет эффективности применения технологии кооперации.
Бесплатно
Метод коллокаций в самосогласованной задаче об излучении из круглого отверстия в проводящем экране
Статья научная
Рассматривается постановка самосогласованной задачи об излучении из отверстия в проводящем экране. Задача сводится к системе однородных интегральных уравнений, то есть формулируется однородная краевая задача на собственные функции и собственные значения, которая решается методом коллокаций. Предлагается процедура реализации последнего в применении к несимметричным и симметричным полям излучения.
Бесплатно
Метод определения подлинности документа на основе компьютерной колориметрии
Статья научная
Определение подлинности документов является важной задачей при проведении следственных мероприятий. На практике для проведения экспертизы документов для определения давности их создания используется спектральный метод, при котором необходимо делать вырезки из исследуемого документа, что приводит к его повреждению, а также требует применение дорогостоящего оборудования, что сказывается на цене проведения экспертизы документа. В статье описан метод определения подлинности документа, основанный на компьютерной колориметрии, который не требует дорогостоящего оборудования для проведения экспертизы. Данный метод для определения подлинности документа использует изменение цветности штрихов шариковой ручки с течением времени, что вызвано высыханием растворителя в чернилах ручки, а также лишен недостатка в виде необходимости повреждения исследуемого документа.
Бесплатно
Метод повышения энергетической эффективности систем OFDM, основанный на уменьшении пик-фактора
Статья научная
В статье предложен метод снижения пик-фактора для систем, работающих по технологии OFDM, основанный на обработке поднесущих частот группового спектра и повороте сигнального созвездия. Оценены такие параметры OFDM-системы как мгновенное значение пик-фактора, битовая вероятность ошибки при приеме сигнала, выборочная (эмпирическая) функция распределения значений пик-фактора в зависимости от используемых функций предкодирования. Проведено экспериментальное исследование, подтверждающее эффективность предложенного метода. Теоретическая значимость работы заключается в использовании дискретных функций для предкодирования и одновременном преобразовании сигнала на каждой поднесущей. Практическая новизна работы состоит в возможности использования разработанного метода уменьшения пик-фактора в системах цифрового телевидения стандарта DVB-T2. Применение данного метода позволит более полно использовать рабочий диапазон усилителей мощности и избежать нелинейных искажений при передаче сигнала по каналу связи. Применение поворота сигнального созвездия на рекомендованный угол при заданном виде модуляции приведет к уменьшению битовой вероятности ошибки принимаемого сигнала.
Бесплатно
Метод прогноза и коррекции для моделирования автоколебательных систем
Статья научная
В работе предложен физически обоснованный алгоритм численного моделирования нелинейных колебательных и автоколебательных систем. Алгоритм базируется на дискретной во времени модели линейного осциллятора. Нелинейность учитывается введением в осциллятор дополнительных связей путем структурного анализа исходной системы. Для аппроксимации временной производной в нелинейных связях предложено использовать схему прогноза и коррекции. Несмотря на то что теоретически алгоритм имеет второй порядок точности, в рамках численного эксперимента с осциллятором Ван дер Поля он демонстрирует лучшие результаты, чем стандартный метод второго порядка - метод Хойна.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод, который может быть использован для расчета собственных волн экранированных волноводов с произвольным законом изменения параметров волновода от поперечной координаты. Получена однородная система линейных алгебраических уравнений, к которой сводится решение рассматриваемой задачи. Проведена апробация метода на примере частично заполненных экранированных волноводов.
Бесплатно
Метод простых итераций с коррекцией сходимости и метод минимальных невязок в задачах плазмоники
Статья научная
Рассмотрена задача поиска комплексных корней дисперсионных уравнений плазмон-поляритонов вдоль границ раздела слоистая структура - вакуум. Такие задачи возникают при определении собственных волн вдоль границ раздела структур, поддерживающих поверхностные и вытекающие волны, в том числе плазмоны и поляритоны вдоль металлических, диэлектрических и иных поверхностей. Для численного решения задачи рассмотрена модификация метода простых итераций с переменным параметром итерации, приводящим к нулевой производной правой части уравнения на каждом шаге, т. е. к сходящимся итерациям, а также модификация метода минимальных невязок. Показано, что метод минимальных невязок с линеаризацией совпадает с методом простых итераций при указанной коррекции. Рассмотрены сходящиеся методы более высоких порядков. Результаты продемонстрированы на примерах, включая комплексные решения дисперсионных уравнений для плазмон-поляритонов. Преимуществом метода перед другими методами поиска комплексных корней в задачах электродинамики является возможность упорядочивания корней и построения дисперсионных ветвей без разрывов, что позволяет классифицировать моды.
Бесплатно
Метод согласования антенны на двух значительно разнесенных частотах
Статья научная
В статье рассмотрен метод согласования антенны на двух значительно разнесенных частотах. Определены граничные условия использования данного метода и приведены примеры расчета длин согласующих трансформаторов и шлейфов холостого хода.
Бесплатно
Статья научная
В работе получено спектральное разложение решения интегрального уравнения Линдли для системы массового обслуживания со сдвинутыми эрланговским входным потоком требований и гиперэрланговским распределением времени обслуживания. На его основе выведена расчетная формула для среднего времени ожидания в очереди для этой системы в замкнутой форме. Как известно, все остальные характеристики системы массового обслуживания являются производными от среднего времени ожидания. Полученная расчетная формула дополняет и расширяет известную незавершенную формулу для среднего времени ожидания в очереди в теории массового обслуживания для систем G/G/1. В теории массового обслуживания исследования частных систем типа G/G/1 актуальны в связи с тем, что они активно используются в современной теории телетрафика, а также при проектировании и моделировании различных систем передачи данных.
Бесплатно
Метод фазово-частотного спектрального анализа электрокардиосигнала в задачах домашней телемедицины
Статья научная
В данной работе рассматривается метод фазово-частотного спектрального анализа электрокардиосигнала для определения аритмий. Описан выбор спектральных параметров для различения «нормальных» и «патологических» электрокардиографических сигналов. Приведены примеры построенных спектров различных реальных сигналов. Разработан алгоритм обнаружения аритмий и дальнейшего их различения. Показатели, полученные при спектральном анализе, планируется использовать для предотвращения развития угрожающих видов аритмий и их своевременного выявления.
Бесплатно
Статья научная
Предложены методика и алгоритм получения результатов верификации. Алгоритм включает пять этапов: выбор параметров алгоритмов кластерного анализа, определение исходных данных по результатам обучающего эксперимента, преобразование исходных данных, определение состава кластерных групп, расчет точности верификации. Для обучающего эксперимента использована выборка микросхем КМОП типа. Результатом расчета для иерархической классификации является дендрограмма. Определен состав каждого из кластеров. Приведены результаты верификации для девяти вариантов.
Бесплатно
Методика расчета и проектирования волноводного диодного утроителя частоты 75-110 ГГц
Статья научная
Предложена методика расчета и проектирования волноводного диодного утроителя частоты 75-110 ГГц на базе программ HFSS и Designer, сочетающая электродинамический расчет волноведущих структур с анализом нелинейных характеристик устройства. Приводится сравнение расчетных параметров утроителя частоты с экспериментальными данными.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе продемонстрирован общий подход к расчету передаточных характеристик плавного перехода между двумя экранированными волноводами круглого поперечного сечения. Методика расчета основана на интегральном соотношении Лоренца. Целью работы является апробация метода для решения задач дифракции электромагнитных волн на нерегулярных участках волноведущих структур. Разработан алгоритм расчета характеристик передачи плавного перехода, соединяющего экранированные волноводы круглого поперечного сечения. Приведены результаты расчета передаточных характеристик исследуемой направляющей структуры.
Бесплатно
Методики создания и проверки многодиапазонных антенно-волноводных трактов
Статья научная
Обоснование. Необходимость создания, сборки и настройки антенно-волноводных трактов многодиапазонных зеркальных антенн систем спутниковой связи требует использования различных методик выбора структуры, определения и оптимизации параметров антенно-волноводных трактов. Цель. Снижение требований к объемам вычислительных затрат при разработке антенно-волноводных трактов и временных затрат на их сборку и настройку, а также проведение анализа изменения характеристик антенно-волноводных трактов при изменении параметров одного из устройств в составе тракта на основе выполнения расчетов характеристик только данного устройства. Методы. Разработка антенно-волноводных трактов, включающая этапы выбора схемы построения тракта и определение параметров входящих в его состав устройств, проводится на основе математической модели соответствующего варианта построения тракта с использованием методов пакетов электродинамического моделирования. Результаты. Разработана методика создания многодиапазонного антенно-волноводного тракта и методики его сборки и настройки. Заключение. Предложена методика, которая позволяет снизить требования к используемым вычислительным средствам при разработке антенно-волноводных трактов по объему оперативной памяти, быстродействию. Реализована возможность анализа изменения характеристик антенно-волноводных трактов при изменении параметров одного из устройств в составе антенно-волноводных трактов на основе проведения расчетов характеристик только данного устройства. Последовательное выполнение измерений характеристик фрагмента антенно-волноводного тракта на этапе сборки и настройки дает возможность принимать решение о дальнейшей сборке антенно-волноводного тракта или внесении изменений в параметры последнего из подключенных устройств.
Бесплатно
