Статьи журнала - Физика волновых процессов и радиотехнические системы

СВЧ фотонные кристаллы с электрически управляемыми характеристиками

Усанов Д.А., Никитов С.А., Скрипаль А.В., Мерданов М.К., Евтеев С.Г., Фролов А.П.

Статья научная

Представлены результаты исследований волноводных и микрополосковых фотонных кристаллов с электрически управляемыми характеристиками. Предложены конструкции фотонных кристаллов с электрически управляемыми характеристиками на основе микрополосковых линий и волноводов с диэлектрическим заполнением, с резонансными диафрагмами и рамочными элементами, которые могут быть использованы как при создании СВЧ-выключателей и переключателей, модуляторов СВЧ-сигнала, так и высокочувствительных систем для измерения параметров материалов на сверхвысоких частотах.

Бесплатно

Самосинхронизация томсоновских автоколебательных систем в дискретном времени

Зайцев В.В., Зайцев О.В., Стулов И.В.

Статья научная

Описан эффект, возникающий в дискретном времени при взаимодействии автоколебаний с подмененными гармониками основной частоты. Показано, что он аналогичен эффекту захвата частоты (синхронизации) автоколебаний внешним гармоническим сигналом. Так как дискретный автогенератор формально является автономной системой, то эффект классифицирован как самозахват частоты или самосинхронизация. Самозахват проанализирован методом медленно меняющихся амплитуд. Указано на то, что через механизм самосинхронизации при определенных условиях осуществляется привязка частоты дискретных автоколебаний к частоте дискретизации.

Бесплатно

Самосогласованная краевая задача на присоединенном уравнении Гельмгольца

Раевский А.С., Раевский С.Б., Седаков А.Ю.

Статья научная

Рассматривается самосогласованная краевая задача о возбуждении, в которой функция источника, стоящая в правой части уравнения Гельмгольца, является решением однородной краевой задачи на этом уравнении. Показывается, что такой источник наряду с собственной волной (колебанием) создает присоединенную волну (колебание). Поскольку указанные волны (колебания) существуют только в присутствии источника обозначенного типа, предлагается классифицировать их как присоединенные к источнику.

Бесплатно

Свойства и технические приложения антенных решеток, сфокусированных по широкополосному сигналу

Веденькин Д.А., Седельников Ю.Е.

Статья научная

Обоснование. В настоящее время активно исследуются антенные решетки, сфокусированные в зоне ближнего излученного поля. Известны основные свойства и характеристики сфокусированных антенных систем, использующих узкополосные сигналы. Расширить технические возможности устройств, использующих сфокусированные электромагнитные поля, возможно за счет применения широкополосных сигналов. Настоящая статья посвящена описанию свойств и ряда технических приложений антенных решеток, сфокусированных в зоне ближнего излученного поля по широкополосному сигналу. Цель настоящей статьи заключается в описании основных свойств сфокусированных широкополосных электромагнитных полей и выработке на их основе вариантов практического применения.

Бесплатно

Свойства сложно-периодических неоднородных систем в радиочастотных и оптических направляющих структурах

Морозов О.Г., Насыбуллин А.Р.

Статья научная

Рассмотрены вопросы, связанные с анализом спектральных характеристик волоконных брэгговских решеток и радиочастотных периодических систем в коаксиальном кабеле, однородная периодическая структура которых содержит фазовый дискретный сдвиг. Данные волоконные решетки предназначены для сенсорных систем измерения температуры, линейного и изгибного натяжения и позволяют на 1-2 порядка повысить их разрешающую способность. Показан эффект увеличения чувствительности определения электрофизических параметров сред с помощью брэгговских структур с фазовым сдвигом в коаксиальном кабеле.

Бесплатно

Свойства спутной оболочки, образующейся в мезосфере вокруг ЛА при гиперзвуковом движении

Тамбовцев В.И., Шевяков И.А., Баринов А.Е.

Статья научная

Одно из направлений в физике ионизованного газа связано с изучением возмущений среды вокруг сверхзвукового ЛА в мезосфере Земли, что необходимо при рассмотрении вопроса организации надежного радиоканала связи. В работе при исследовании механизма радиопрозрачности возмущенной среды в качестве модели рассматриваются столкновительный ионизованный газ и его плазменное состояние.

Бесплатно

Связанные замедляющие системы

Пчельников Ю.Н., Мирошниченко А.Ю., Пчельников А.Г.

Статья научная

Рассмотрена обобщенная модель связанных замедляющих систем (СЗС) в виде параллельно или коаксиально расположенных импедансных проводников. Найдены эквивалентные параметры, подстановка которых в «укороченное» уравнение длинной линии позволила получить дисперсионное уравнение и выражение для замедления противофазной волны. Получены соотношения, подтверждающие, что независимо от конкретной конфигурации импедансных проводников, замедление противофазной волны в СЗС может во много раз превышать замедление в одном импедансном проводнике при сохранении достаточно большого волнового сопротивления и малых потерь в проводниках. Показано, что концентрация энергии электрического поля между импедансными проводниками, а энергии магнитного поля – снаружи проводников позволяет значительно увеличить эффективность ВЧ-нагрева и измерений, открывая возможность разработки новых технологий и устройств для применения в промышленности и медицине.

Бесплатно

Сдвиговые волны в круговой щелевой структуре пьезоэлектриков с вращающимся цилиндром

Марышев С.Н., Шевяхов Н.С.

Статья научная

Рассмотрено циркуляционное распространение аксиально-сдвиговых волн в круговой щелевой структуре пьезоэлектриков класса 6mm (4mm, m) с вращающимся пьезоэлектрическим цилиндром. В общем случае кривизна границ щели способствует излучению в окружающую среду и приводит к затуханию волн. Показано, что с превышением фазовой скорости циркуляционной щелевой волны линейной скорости вращения поверхностных точек цилиндра из-за компенсации потерь на излучение энергией, передаваемой электрическими полями через щель от цилиндра к окружающей пьезоэлектрической среде, возможно стационарное распространение щелевых волн.

Бесплатно

Сжатие света в двухатомной модели Джейнса - Каммингса с зависящим от интенсивности атом-полевым взаимодействием

Башкиров Е.К.

Статья научная

Исследованы особенности сжатия света в системе двух двухуровневых атомов, взаимодействующих с модой когерентного электромагнитного поля в идеальном резонаторе, с учетом зависимости параметра атом-полевого взаимодействия от интенсивности поля. В результате численного моделирования параметров сжатия показано, что для рассматриваемой модели максимальная степень сжатия поля значительно превосходит соответствующую величину для однофотонного случая.

Бесплатно

Сжатие света в трехатомной модели Джейнса - Каммингса в идеальном резонаторе

Башкиров Е.К.

Статья научная

Исследована динамика резонансной однофотонной трехатомной модели Джейнса - Каммингса для когерентного поля резонатора. Показана возможность сжатия поля резонатора для малых средних чисел фотонов в резонаторе. Установлено, что в случае трехатомной модели для больших интенсивностей резонаторной моды сжатие отсутствует, в отличие от одноатомной модели.

Бесплатно

Симметричные решения задачи синтеза трехзвенного ступенчатого СВЧ-фильтра Баттерворта

Арефьев А.С.

Статья научная

Показано, что задача синтеза трехзвенного ступенчатого СВЧ-фильтра Баттерворта имеет два симметричных решения с одинаковыми волновыми сопротивлениями крайних звеньев. Первому решению соответствует конфигурация фильтра с низкоомным центральным звеном. Второму решению соответствует конфигурация с высокоомным центральным звеном. Получены выражения для волновых сопротивлений звеньев фильтра. Приведены результаты расчета волновых сопротивлений.

Бесплатно

Сингулярное интегральное уравнение для электрического вибратора с учетом конечной проводимости металла, из которого он изготовлен

Клюев Д.С., Соколова Ю.В.

Статья научная

Получено сингулярное интегральное уравнение для электрического вибратора, позволяющее учитывать конечную проводимость металла, из которого он изготовлен. Вывод сингулярного интегрального уравнения основан на применении функции Грина для свободного пространства, записанной в цилиндрической системе координат с учетом отсутствия зависимости поля от азимутальной координаты, от точечного источника, расположенного на поверхности электрического вибратора. Предложены методы его решения. В отличие от известных математических моделей электрического вибратора, построенных в приближении идеального проводника, применение полученного в данной работе сингулярного интегрального уравнения позволяет учесть тепловые потери и рассчитать КПД.

Бесплатно

Сингулярные интегральные представления электромагнитного поля как средство корректного решения антенных задач

Неганов В.А., Табаков Д.П.

Статья научная

Статья посвящена (сингулярным) интегральным представлениям электромагнитного поля. Рассмотрены вопросы, касающиеся места интегральных представлений электромагнитного поля в электродинамике, а также их применения для построения строгой самосогласованной теории антенн, которая на сегодняшний день по большей части представляет собой теорию их дальней зоны. Дано определение некорректной задачи теории антенн. Приведены интегральные представления электромагнитного поля для наиболее распространенных классов излучающих структур. Представлены результаты численного моделирования.

Бесплатно

Синтез линзы Люнеберга с плоской поверхностью с использованием квазиконформных оптических преобразований

Лазарев А.В., Киселев А.Ю., Бобрешов А.М., Усков Г.К.

Статья научная

В современных средствах радиолокации, навигации и связи с каждым годом ужесточаются требования, предъявляемые к антеннам, а именно: работа в широком диапазоне частот, возможность производить перестройку направления главного лепестка диаграммы направленности. Антенные системы, обладающие похожими характеристиками, могут быть построены с использованием диэлектрических структур формирующих диаграмму направленности антенны. Одной из таких структур является линза Люнеберга, особенность которой состоит в ее сферической симметрии. Однако изогнутая поверхность данной линзы значительно усложняет размещение вдоль нее приемно-передающих элементов, что увеличивает сложность построения всей антенной системы. В данной работе предложен алгоритм построения линзы Люнеберга с плоской поверхностью. Синтез линзы произведен с использованием метода квазиконформных оптических преобразований (QCTO), математический алгоритм которого также описан в данной работе. В работе также приведены результаты математического моделирования антенной системы с использованием линзы Люнеберга с плоской поверхностью при различных положениях излучателя относительно центра линзы, а также различных углах среза. Результаты моделирования показывают, что синтезированная линза может быть использована для построения многолучевой антенной системы, позволяющей производить перестройку направления главного лепестка диаграммы направленности антенны в широком диапазоне углов.

Бесплатно

Синтез профиля показателя преломления волоконного световода с учетом керровской нелинейности

Бурдин В.А., Бурдин А.В.

Статья научная

В предлагаемой работе исследуются возможности уменьшения искажений мощных фемтосекундных импульсов при передаче по волоконному световоду за счет выбора его профиля показателя преломления с учетом изменений профиля из-за кубической нелинейности материала световода. Представлены приближенные аналитические выражения для расчета дисперсионных характеристик волоконного световода с произвольным профилем показателя преломления, позволяющие учитывать изменения профиля за счет керровской нелинейности. Предложена методика синтеза профиля, оптимизируемого для передачи оптических импульсов с заданными параметрами. Представлен пример синтезированного профиля. Приведены результаты моделирования распространения оптических импульсов по ступенчатому волоконному световоду и световоду с синтезированным профилем.

Бесплатно

Синхронизация автогенератора с дробной обратной связью

Зайцев В.В., Карлов аР.В., Яровой Г.П.

Статья научная

Предложена модель автоколебательной системы с дифференциальным уравнением движения дробного порядка, находящейся под действием внешнего гармонического сигнала. Решения уравнения движения, соответствующие режиму установившихся синхронизированных колебаний и режиму биений вблизи полосы синхронизации, получены в квазигармоническом приближении. Проанализированы амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики синхронизации дробного осциллятора Ван дер Поля. Установлена аналогия между генератором с дробной цепью обратной связи и генератором с запаздывающей обратной связью.

Бесплатно

Система анализа электрокардиосигнала для определения состояния водителей на критерий "бодрость-сон-утомление"

Щербакова Т.Ф., Седов С.С., Юнусов М.А.

Статья научная

В статье рассматривается вопрос разработки и реализации портативного анализатора аритмий, методика анализа электрокардиографического сигнала на предмет наличия аритмий. Разработана и представлена блок-схема алгоритма, реализующая данную методику анализа аритмий. Предложены фильтры для снижения уровня шумов в сигнале. Для фильтров выбраны и приведены типы и характеристики.

Бесплатно

Система контроля состояния "бодрость - сон - напряженность" водителей транспортных средств на основе анализа электрокардиосигнала

Щербакова Т.Ф., Галимзянов Э.Р., Култынов Ю.И., Щербаков А.С.

Статья научная

В данной работе приведены исследования показателей вариабельности ритма сердца на основе анализа фазово-частотного анализа электрокардиосигнала. В рамках задачи диагностики состояния дремоты и стресса водителей транспортных средств описан метод определения уровня бодрствования. Исследованы электрокардиосигналы с отклонениями частоты сердечных сокращений от нормы. Приведены примеры анализируемых сигналов, их параметры, а также результаты анализа. На основе полученных данных планируется выстраивание многопороговой системы анализа.

Бесплатно

Система управления антенной решеткой с совмещением жесткой и гибкой программ обзора

Винник Л.В., Мищенко С.Е.

Статья научная

Предложена структура системы управления антенной решеткой с совмещением жесткой и гибкой программ обзора, отличающаяся введением дополнительных модулей статистики и экспертных оценок в цепи обратной связи между модулем вторичной обработки и аппаратно-программными комплексами формирования передающей и приемных диаграмм направленности антенной решетки. Реализация данной структуры позволяет обеспечить формирование дополнительного передающего и нескольких приемных лучей для подтверждения отметок, которые не удовлетворяют заданному критерию обнаружения. Разработан алгоритм управления антенной решеткой, отличающийся процедурой дополнительного подтверждения отметок с низким уровнем отношения сигнал/шум за счет формирования дополнительных передающего и приемных лучей. Получены оценки выигрыша от реализации предложенных структуры системы управления антенной решеткой и алгоритма ее функционирования.

Бесплатно

Системы синхронизации псевдослучайных последовательностей в измерительной аппаратуре логического функционального контроля цифровых каналов связи

Акулов В.В.

Статья научная

Проведен анализ работы системы синхронизации псевдослучайных последовательностей в системе контроля ошибок в цифровых каналах связи при отсутствии шума. Даны принципы анализа систем синхронизации суммы псевдослучайных последовательностей и рекомендации по сокращению времени входа в синхронизм.

Бесплатно