Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы
Все статьи: 519
Статья научная
Осуществлено рассмотрение вопросов квазиоптимальной обработки сигналов в условиях одновременного воздействия аддитивных и мультипликативной негауссовских помех. Получено выражение, описывающее влияние на величину нормированной апостериорной погрешности аддитивных и мультипликативных негауссовских помех. Показано, что при известной априорной информации о плотности распределения вероятности мультипликативной помехи точность измерения информационного параметра сигнала в случае ее медленных флуктуаций может быть значительно хуже, чем в случае быстрых флуктуаций этой помехи.
Бесплатно
Оценка параметров смещения и угла поворота при совмещении видеосигналов
Статья научная
В статье рассматривается задача оценки параметров смещения и угла поворота при совмещении видеосигналов. Предложенный алгоритм является обобщением алгоритма совмещения, разработанного исследователями Лукас и Канаде, известного как алгоритм оценки оптического потока. Исходный алгоритм Лукаса - Канаде позволяет оценивать параметры смещения, а предложенный автором - также и угол поворота. Идея совмещения базируется на разложении сигнала в ряд Тейлора и замене функций синуса и косинуса на приближенные функции.
Бесплатно
Статья научная
Вычислена скорость изменения топологических параметров (ширина и уровень легирования базы, коэффициент неоднородности) биполярного p-n-p-транзистора, предназначенного для работы при температурах T = [500-700] K. Выполнена оценка скорости деградации рабочих параметров прибора. Показано, что достаточно стабильный высокотемпературный транзистор должен иметь уровень легирования базы не менее 5*10 18 см -3 при достаточно большой глубине ее залегания.
Бесплатно
Статья научная
С целью дальнейшего совершенствования методов защиты бортовой аппаратуры космического аппарата от воздействия электростатических разрядов на основе всестороннего изучения проблемы возникновения электростатических разрядов авторами проведены изложенные в настоящей статье исследования по анализу функционирования бортовой аппаратуры космического аппарата при воздействии электростатических разрядов. В ходе работы проведено уточнение методологии оценки стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата к воздействию электростатических разрядов на основе обобщения расчетно-аналитических работ. Анализ стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата проведен с учетом основных механизмов воздействия электростатических разрядов на бортовую космическую сеть. С учетом необходимости проведения оценки стойкости бортовой аппаратуры бортовой космической сети к электростатическим разрядам вне реальных условий эксплуатации оценка стойкости бортовой аппаратуры бортовой космической сети проводится авторами на основе математического и физического моделирования. В результате исследования разработан алгоритм оценки стойкости бортовой аппаратуры космического аппарата к воздействию электростатических разрядов, подробно описанный в настоящей статье.
Бесплатно
Оценка фазочастотных характеристик выходных цепей устройств е-класса
Статья научная
На основе унитарности [S]-матрицы выходной цепи устройства Е-класса дана оценка фаз коэффициентов передачи цепи на любой гармонике основной частоты. Выведены формулы для приблизительных фазочастотных характеристик модели устройства Е-класса с ключом, который работает в двух состояниях, соответствующих либо нулевому, либо бесконечному активным сопротивлениям. На примере представленных фазочастотных характеристик макета усилителя мощности Е-класса подтверждена справедливость полученных формул. С учетом сделанных из формул выводов сформулированы рекомендации для внесения дополнений в известные методики проектирования устройств Е-класса. Данные методики можно дополнить введением настройки параметров элементов выходных цепей, для которых в наибольшей степени соблюдаются установленные оценочные значения фаз коэффициентов передачи выходной цепи на гармониках при максимально возможном их числе.
Бесплатно
Статья научная
Введение: анализ известной литературы показывает, что использование различных типов согласующих четырехполюсников (реактивных, резистивных, комплексных, смешанных) и охватывающей нелинейный элемент цепи обратной связи позволяет увеличить область физической реализуемости заданных форм частотных характеристик. Цель работы: увеличение области физической реализуемости заданных форм частотных характеристик за счет оптимизации параметров согласующих смешанных четырехполюсников и использования дополнительной цепи обратной связи, охватывающей нелинейный элемент и смешанный четырехполюсник. Одна часть таких четырехполюсников состоит только из резистивных элементов, а вторая - только из реактивных элементов. Материалы и методы: теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, схемотехнический метод анализа характеристик радиоустройств. Результаты: получены математические модели согласующих смешанных четырехполюсников в виде взаимосвязей между элементами их матрицы передачи и зависимостей сопротивлений их двухполюсников от частоты, оптимальных по критерию обеспечения заданных форм частотных характеристик. Заключение: сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ- и ФЧХ-усилителей), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Введение: анализ известной литературы показывает, что использование различных типов согласующих четырехполюсников (реактивных, резистивных, комплексных, смешанных) и охватывающей нелинейный элемент цепи обратной связи позволяет увеличить область физической реализуемости заданных форм частотных характеристик. Цель работы: увеличение области физической реализуемости заданных форм частотных характеристик за счет оптимизации параметров согласующих комплексных четырехполюсников и использования дополнительной цепи обратной связи, охватывающей нелинейный элемент и смешанный четырехполюсник. Каждый двухполюсник таких четырехполюсников состоит как из резистивных элементов, так и из реактивных. Материалы и методы: теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, схемотехнический метод анализа характеристик радиоустройств. Результаты: получены математические модели согласующих комплексных четыреполюсников в виде взаимосвязей между элементами их матрицы передачи и зависимостей сопротивлений их двухполюсников от частоты, оптимальных по критерию обеспечения заданных форм частотных характеристик. Заключение: сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ- и ФЧХ-усилителей), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм параметрического синтеза различных радиоустройств с произвольным количеством каскадов типа «нелинейная часть - реактивный четырехполюсник» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. В соответствии с этим критерием сформированы и решены системы алгебраических уравнений. В результате получены модели оптимальных четырехполюсников одного из каскадов в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Проведено математическое и схемотехническое моделирование двухкаскадного усилителя. Показано, что увеличение количества каскадов с оптимизированными параметрами приводит к значительному увеличению рабочей полосы частот. Сравнительный анализ теоретических результатов, полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм параметрического синтеза различных радиоустройств с произвольным количеством каскадов типа «реактивный четырехполюсник - нелинейная часть» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. В соответствии с этим критерием сформированы и решены системы алгебраических уравнений. В результате получены модели оптимальных четырехполюсников в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Показано, что частотные характеристики исследуемых радиоустройств из одинаковых каскадов идентичны или подобны частотным характеристикам радиоустройств из одного каскада, но с сопротивлениями источника сигнала и нагрузки, измененными определенным образом. Такие схемы названы эквивалентными. Сравнительный анализ теоретических результатов, полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Наличие возможности аналитического определения части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации остальной части параметров по критерию формирования требуемых АЧХ и ФЧХ в полосе частот. До настоящего времени такие задачи решались в отношении радиоустройств только с одним каскадом типа «нелинейная часть согласующее устройство» или «согласующее устройство - нелинейная часть». В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники. Решена также задача многокаскадных радиоустройств с реактивными четырехполюсниками. Изменение базиса для согласующих четырехполюсников и места включения нелинейной части приводит к изменению области физической реализуемости. Цель. Разработка алгоритмов параметрического синтеза радиоустройств с произвольным количеством одинаковых и неодинаковых каскадов типа «согласующий комплексный четырехполюсник - нелинейная часть» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. Методы. Теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, численные методы оптимизации. Результаты. В интересах достижения указанной цели сформированы и решены системы алгебраических уравнений. Получены модели оптимальных четырехполюсников в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Показано, что при определенных соотношениях между количеством одинаковых каскадов и значениями сопротивлений источника сигнала и нагрузки однокаскадного радиоустройства частотные характеристики однокаскадного и многокаскадного радиоустройств оказываются идентичными или подобными. Такие схемы названы эквивалентными. Использование неодинаковых каскадов приводит к значительному увеличению рабочей полосы частот. Заключение. Сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ и ФЧХ радиоустройств, значения параметров), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Наличие возможности аналитического определения части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации остальной части параметров по критерию формирования требуемых АЧХ и ФЧХ в полосе частот. До настоящего времени такие задачи решались в отношении радиоустройств только с одним каскадом типа «нелинейная часть - согласующее устройство» или «согласующее устройство - нелинейная часть». В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники. Решена также задача многокаскадных радиоустройств с реактивными четырехполюсниками. Изменение базиса для согласующих четырехполюсников и места включения нелинейной части приводит к изменению области физической реализуемости. Цель. Разработка алгоритмов параметрического синтеза радиоустройств с произвольным количеством одинаковых и неодинаковых каскадов типа «нелинейная часть - согласующий комплексный четырехполюсник» по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи. Методы. Теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, численные методы оптимизации. Результаты. В интересах достижения указанной цели сформированы и решены системы алгебраических уравнений. Получены модели оптимальных четырехполюсников в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты. Показано, что при определенных соотношениях между количеством одинаковых каскадов и значениями сопротивлений источника сигнала и нагрузки однокаскадного радиоустройства частотные характеристики однокаскадного и многокаскадного радиоустройств оказываются идентичными или подобными. Такие схемы названы эквивалентными. Использование неодинаковых каскадов приводит к значительному увеличению рабочей полосы частот. Заключение. Сравнительный анализ теоретических результатов (АЧХ и ФЧХ радиоустройств, значения параметров), полученных путем математического моделирования в системе MathCad, и экспериментальных результатов, полученных путем схемотехнического моделирования в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Бесплатно
Статья научная
На основе критерия пробоя и уравнения непрерывности электронов в воздухе автором определены амплитудные и энергетические параметры электрической прочности воздуха в поверхностной антенне мощного сверхвысокочастотного релятивистского генератора при излучении импульсов с трапецеидальной огибающей. В качестве граничных случаев трапецеидальной огибающей рассматривались треугольная и прямоугольная огибающие. Установлена зависимость параметров электрической прочности от формы огибающей. Проведен расчет зависимостей пробойного поля и предельно допустимой энергии в плоской апертуре от длительности импульса в диапазоне реализуемых длительностей мощных релятивистских сверхвысокочастотных генераторов. При одинаковой длительности наибольшее пробойное поле выявлено у импульса с треугольной огибающей, а наименьшее - у импульса с прямоугольной огибающей. При этом импульс с треугольной огибающей имеет наименьшую предельно допустимую энергию, а прямоугольный - наибольшую. Определены закономерности, связывающие предельно допустимую энергию и пробойное поле для рассматриваемых импульсов. При одинаковой предельно допустимой пиковой амплитуде наибольшую энергию имеет импульс с треугольной огибающей, а наименьшую - импульс с прямоугольной огибающей.
Бесплатно
Передача цвета и его точное воспроизведение на экране телевизионного приемника
Статья научная
Показано, что цвета, координаты цветности которых находятся внутри треугольника цветового охвата телевизионного экрана, возможно воспроизвести колориметрически точно, т. е. без цветовых искажений. Предложен способ реализации телевизионной системы с колориметрически точным воспроизведением цветности изображения.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе мы исследовали динамику атомного перепутывания в квантовой системе, состоящей из двух идентичных двухуровневых атомов (кубитов), резонансно взаимодействующих посредством вырожденных двухфотонных переходов с модой теплового поля резонатора без потерь, при наличии штарковского сдвига энергетических уровней. Получено аналитическое выражение для параметра перепутывания атомов (отрицательности) для сепарабельных и перепутанных начальных состояний атомов. Рассмотрено влияние штарковского сдвига на степень атом-атомного перепутывания. Установлено, что штарковский сдвиг приводит к существенному увеличению степени перепутывания атомов в случае сепарабельных начальных состояний атомов и стабилизации атомного перепутывания в случае перепутанных начальных состояний атомов.
Бесплатно
Перепутывание атомов, индуцированное тепловым шумом при наличии начальной атомной когерентности
Статья научная
В настоящей статье автор исследовал динамику перепутывания двух дипольно связанных естественных или искусственных двухуровневых атомов (кубитов), нерезонансно взаимодействующих с интенсивным одномодовым тепловым полем резонатора. Найдено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы «два атома + мода поля» для когерентного начального состояния атомов в представлении «одетых состояний». Полная матрица плотности системы использована для вычисления двухатомной редуцированной матрицы плотности и вычисления количественного критерия перепутывания двухуровневых атомов - отрицательности. Результаты компьютерного моделирования временной зависимости отрицательности показали, что в случае модели с нерезонансным взаимодействием наличие начальной атомной когерентности приводит к существенному уменьшению максимальной степени перепутывания атомов, в отличие от модели с резонансным взаимодействием атомов и поля. Для резонансной модели, напротив, включение начальной атомной когерентности приводит к существенному увеличению степени перепутывания атомов.
Бесплатно
Перепутывание атомов, последовательно пролетающих резонатор с тепловым полем
Статья научная
В настоящей работе нами рассмотрена динамика перепутывания двух атомов, последовательно пролетающих резонатор одноатомного мазера с конечной температурой. Исследовано влияние начальной атомной когерентности и интенсивности теплового поля резонатора на степень перепутывания атомов. Показано, что для любых начальных состояний атомов их взаимодействие с тепловым полем резонатора приводит к перепутыванию в случае малых интенсивностей поля. При этом наведение начальной атомной когерентности ведет к уменьшению степени перепутывания атомов.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе нами рассмотрено влияние начальной атомной когерентности на динамику перепутывания двух кубитов, один из которых находится в идеальном резонаторе и взаимодействует с модой теплового квантового электромагнитного поля, а второй вне резонатора. Показано, что атомная когерентность в такой модели может быть использована для эффективного контроля за степенью перепутанности кубитов.
Бесплатно
Перепутывание в многофотонной модели Тависа - Каммингса, индуцированное тепловым шумом
Статья научная
В настоящей работе нами исследована динамика перепутывания двух естественных или искусственных двухуровневых атомов, взаимодействующих посредством многофотонных переходов с тепловым полем идеального микроволнового резонатора. На основе точного решения рассматриваемой модели найден параметра атом-атомного перепутывания для различных начальных сепарабельных и перепутанных состояний атомов. Показано, что взаимодействие атомов с тепловым полем резонатора посредством многофотонных переходов может индуцировать перепутывание атомов для всех состояний, кроме такого, в котором оба атома возбуждены. Установлено также, что максимальная степень перепутывания атомов возрастает с увеличением мультиплетности атомных переходов.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе исследована динамика двух идентичных сверхпроводящих кубитов, взаимодействующих с модой квантового электромагнитного поля микроволнового копланарного резонатора со средой Керра, при наличии эффективного диполь-дипольного взаимодействия кубитов. Нами найдено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности рассматриваемой системы для фоковского и теплового хаотического начального состояния поля резонатора. Точное решение для полной матрицы плотности было использовано для определения редуцированной матрицы плотности кубитов и вычисления параметра перепутывания кубитов - согласованности. Компьютерное моделирование временной зависимости позволило установить, что при определенных начальных состояниях кубитов их перепутывание может быть существенно увеличено при наличии керровской среды в резонаторе и прямого диполь-дипольного взаимодействия.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена система, состоящая из двух идентичных искусственных атомов (кубитов), резонансно взаимодействующих с модой квантового поля идеального микроволнового резонатора при наличии керровской нелинейности. Для рассматриваемой модели получено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы «два кубита + мода поля резонатора». Для решения квантового уравнения эволюции использовано представление «одетых» состояний, то есть собственных функций гамильтониана. Найден полный набор «одетых» состояний рассматриваемой модели. С его помощью первоначально найдено решение уравнения эволюции для когерентных начальных состояний кубитов и фоковских состояний поля, то есть состояний с определенным числом фотонов в резонаторной моде. Затем проведено обобщение указанного решения на случай теплового состояния поля резонатора. Усредняя полную матрицу плотности по переменным поля резонатора, мы нашли редуцированную матрицу плотности двух кубитов. Двухкубитная матрица плотности использована для вычисления параметра перепутывания кубитов в аналитическом виде. В качестве количественного критерия перепутывания кубитов выбрана согласованность. Ввиду особой громоздкости полученного выражения для согласованности проведено численное моделирование временной зависимости согласованности кубитов для различных параметров модели и начальных состояний кубитов. Наиболее интересным представляется результат, заключающийся в том, что учет начальной когерентности кубитов в модели с керровской нелинейностью приводит к существенному увеличению максимальной степени перепутывания кубитов, индуцированного тепловым полем, даже в случае больших интенсивностей поля резонатора.
Бесплатно
