2009 год - №4

Применение самосогласованного метода для анализа систем вибраторных и криволинейно-вибраторных антенн в ближней и дальней зонах

В.А. Неганов, М.И. Лемжин
г. Самара, Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Аннотация
Самосогласованный метод (сингулярное интегральное представление (СИП) электромагнитного поля (ЭМП), переходящее в гиперсингулярное интегральное уравнение (ГСИУ) при его рассмотрении на поверхности самосогласованной физической модели антенны) применен для анализа вибраторных и криволинейно-вибраторных решеток в ближней и дальней зонах. На примере двух трубчатых цилиндрических вибраторов (самосогласованных физических моделей) метод наведенных ЭДС сравнен с самосогласованным методом. Показано, что самосогласованный метод позволяет устранить некоторые бесконечности в значениях для входного и наведенного сопротивления в точках параллельного резонанса, возникающие в методе наведенных ЭДС.
В статье также рассмотрены криволинейно-вибраторные решетки, составленные из идеально проводящих металлических элементов S-формы. В качестве решения внутренней задачи для такой антенной решетки для анализа поверхностной плотности тока на S-элементах получена система гиперсингулярных интегральных уравнений. Показано, что в случае падения плоской ЭМВ решетка S-элементов обладает свойством создавать поверхностную волну, отводя значительное количество ЭМ-энергии от направления падения ЭМВ, и тем самым удерживать ее внутри себя.
С. 7-17

Application of self-consistent method for the analysis of dipole and curvilinear dipole antennas in the near and far zone

V.A. Neganov, M.I. Lemzhin

Summary
Self-consistent method is used for the analysis of dipole and curvilinear dipole grids in the near and far zone. The method of induced emf compared with self-consistent method for system of two tubular cylindrical vibrators (self-consistent physical models). The article also examined curvilinear-dipole grating consisting of perfectly conducting metallic elements of S-shape. It is shown that in the case of a plane electric wave, S-element array has the property to create a surface wave, taking away a significant amount of EM energy from the direction of incidence of the electric wave, and thus keep it inside.
P. 7-17

Моды многослойного концентрического сферического резонатора

М.В. Давидович, Ю.В. Стефюк
г. Саратов, Саратовский государственный университет

Аннотация
Получены характеристические уравнения для экранированного и открытого многослойного концентрического сферического резонатора (КСР), включая случай внешних импедансных сфер. Приведены численные решения для полого КСР с идеально проводящими сферами. Построена теория возбуждения КСР с идеально проводящими сферами точечным радиальным диполем. Итерационным методом получены решения для мод многослойного КСР, включая и открытый случай, на основе чего исследованы резонансы Шумана в системе Земля-ионосфера (СЗИ) и влияние на них высоты слоя Хевисайда и влажности атмосферы.
С. 18-27

Eigenmodes of multilayered concentric spherical resonator

M.V. Davidovich, Yu.V. Stefuk

Summary
The characteristic equations for shielded and open multilayered concentric spherical resonator (CSR) have been obtained including the case of impedance spheres, and the correspondent numerical results have been presented with high accuracy. These results correspond to spherical resonator eigenmodes when the inner sphere is removed from CSR. The excitation theory of CSR for the radial electric dipole case has been constructed and the Schumann resonances have been investigated. The possibility of excitation of powerful high quality oscillations and the probability of nonlinear impact ionization or plasmic air breakdown are discussing in this paper concerning the CSR which is corresponded to the system: the Earth-ionosphere.
P. 18-27

Математическое моделирование волноводных систем с частичным твердотельным заполнением: нелинейные и дифракционные процессы

Е.Ю. Альтшулер
г. Саратов, Саратовский государственный университет

Аннотация
Рассмотрены методы математического моделирования нелинейной дифракции в волноведущих структурах и сравнительная эффективность их реализаций. Теоретически анализируется дифракция электромагнитной волны на полупроводниковых вставках, частично заполняющих поперечное сечение прямоугольного волновода. На основе результатов численных расчетов исследовано ограничение мощности сильной электромагнитной волны в волноводе, частично заполненном полупроводниковой плазмой в условиях ударной ионизации (обратимого электрического пробоя) полупроводникового материала.
С. 28-37

Mathematical modeling of waveguide systems with semiconductor elements: nonlinear and diffraction phenomenon

E.U. Altshuler

Summary
The methods of mathematical modeling of nonlinear diffraction in the waveguide structure and the comparative effectiveness of their implementations. Theoretically analyzed the diffraction of electromagnetic waves on the boxes of semiconductor, partially filling the cross section of rectangular waveguide. Based on the results of numerical calculations investigated limit the power of strong electromagnetic wave in a waveguide partially filled with semiconductor plasma in terms of impact ionization (reversible electrical breakdown) of semiconductor material.
P. 28-37

Идентификация параметров интегральных структур в полосковых линиях передачи по результатам эксперимента

Ю.В. Белова (1), С.М. Никулин (2)
(1) г. Нижний Новгород, ЗАО «НПП «Салют-25»
(2) г. Нижний Новгород, Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Аннотация
Обсуждается методика идентификации параметров модели контактного устройства для измерения волновых параметров рассеяния интегральных структур в микрополосковых линиях передачи. Совокупность экспериментальных данных, участвующих в идентификации, получена из результатов измерений векторным анализатором цепей контактного устройства с тестовой платой с отражающими и проходным отрезками связанных микрополосковых линий. Волновые параметры рассеяния измеряемых резистивных интегральных структур и коаксиально-полосковых переходов контактного устройства аппроксимированы в заданном диапазоне частот функциональными рядами.
С. 38-43

The microwave integral devices in microstrip transmittion lines parameters identification by experimental results method

J.V. Belova, S.M. Nikulin

Summary
This article describes the new parameter identification method which can be applied for the contact device to measure S-parameters of integral structures in microstrip transmitting lines. Experimental data employed in identification process has been received over measuring the chains of test board-contact device at reflecting and transmitting lengths of coupled transmission lines by using spectrum analyzer. S-parameters of measurable resistive integral structures and coaxial-to-strip adapters are approximated by series of function in given frequency range.
P. 38-43

Несимметричная двойная щелевая линия

С.Б. Клюев (1), Е.И. Нефедов (1), У. Цзи (2)
(1) г. Фрязино, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
(2) Китай, Ланьчжоусский городской институт

Аннотация
Построено численное решение для нескольких «рабочих» собственных волн несимметричной двойной щелевой линии в мало- и многоволновом режимах при разных моделях с электрическими и магнитными стенками. Обсуждаются свойства этих волн и возможные приложения в плоскостных и объемных интегральных схемах СВЧ и КВЧ.
С. 44-51

Unsymmetrical double slot line

S.B. Kluev, E.I. Nefyodov, W. Ji

Summary
A numerical solution is built for several “operating” proper waves of a non-symmetrical double slot line at single- and multiwave modes at various models with electrical and magnetic walls. Properties of these wave and possible applications in plane and volume microwave and EHF integrated circuits are discussed.
P. 44-51

Устройство для регулировки коэффициента стоячей волны по напряжению в СВЧ-аттенюаторах

С.Н. Григорьев
г. Нижний Новгород, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ)

Аннотация
Рассматриваются основные свойства, принципы работы и область технического применения устройства для регулировки коэффициента стоячей волны по напряжению в СВЧ-аттенюаторах. Разработан новый способ регулировки и измерений коэффициента стоячей волны по напряжению СВЧ.
С. 52-55

The device for adjustment of factor of a standing wave on a voltage in the microwave attenuators

S.N. Grigoryev

Summary
Paper considers the basic properties, principles of work and area of technical application of useful model - devices for adjustment of factor of voltage standing wave on in the microwave attenuators. Result of paper became development of a dynamical, continuous way of adjustment and measurements of factor of voltage standing wave on of the microwave devices, as against a former stationary, discrete way, not satisfied to modern requirements of designing of the microwave technics and the market of demand.
P. 52-55

Интегральная модель излучающего автогенератора

В.В. Зайцев (1), А.В. Карлов (2), П.С. Хлопков (1)
(1) г. Самара, Самарский государственный университет
(2) г. Самара, ФГУП ГНП РКЦ “ЦСКБ-Прогресс”

Аннотация
Разработана математическая модель и проведено моделирование автоколебаний в генераторе с открытым резонатором в виде тонкого электрического вибратора, возбуждаемого током нелинейного активного двухполюсника. Описана методика расчета импульсной характеристики колебательной системы генератора. Определено влияние емкости корпуса активного двухполюсника на характеристики автоколебаний.
С. 56-61

Integer model of radiating oscillator

V.V. Zaitsev, A.V. Karlov, P.S. Khlopkov

Summary
In the research we developed and tested a new mathematical model of self-oscillation in generator with open resonator in the form of thin electric oscillator, inducted by current of a nonlinear active dipole. The article describes design procedures for pulse response characteristics of oscillating system of the generator. The research reveals how self-oscillation characteristics depends on the case capacitance of the active dipole.
P. 56-61

Вопросы повышения информационных возможностей систем радиоволнового контроля радиотехнических характеристик слоистых объектов

О.Е. Кирьянов, В.А. Понькин
г. Воронеж, ФГУ “ФГНИИЦ РЭБ ОЭСЗ” Минобороны России

Аннотация
Предложена система математических моделей, обеспечивающая решение задач оценки и прогнозирования информационных возможностей систем радиоволнового контроля радиотехнических характеристик слоистых объектов методами теорий оптимального приема и пространственно-временной обработки сигналов. Приведен пример их использования для контроля диэлектрической проницаемости плоской пластины.
С. 62-69

The problems of increase of information capabilities systems for radio wave control of radio characteristics of layered objects

O.E. Kiryanov, V.A. Pon’kin

Summary
The system of mathematical models providing the solution of problems of an estimation and forecasting of information capabilities of systems for radio wave control of radio characteristics of layered objects by methods of theories of optimum receive and space-time processing of signals is offered. The example of their use for the control of permittivity of the flat plate is presented.
P. 62-69

Идентификация сигналов в панорамных радиопеленгаторах по оценкам угловых координат их источников

С.Н. Разиньков, О.Э. Попова
г. Воронеж, ФГУ “ФГНИИЦ РЭБ ОЭСЗ” Минобороны России

Аннотация
С использованием критерия максимума функции правдоподобия синтезирован алгоритм идентификации сигналов в панорамных радиопеленгаторах по результатам оценки направлений их прихода в различных частотных каналах. Исследованы зависимости вероятности правильной идентификации сигналов и ложной тревоги от среднеквадратических ошибок (СКО) пеленгования.
С. 70-73

Identification of signals in panoramic radiodirection finders according to angular coordinates of their sources

S.N. Razin′kov, O.E. Popova

Summary
With use of criterion of a maximum of function of plausibility the algorithm of identification of signals in panoramic radiodirection finders by results of an estimation of directions of their arrival in various frequency channels is synthesized. Dependences of probability of correct identification of signals and a false alarm from dispersion of direction finding are investigated.
P. 70-73

Повышение точности радиолокационного ЧМ-высотомера малых высот

В.Д. Захарченко, Ю.А. Цапков, С.В. Захарченко
г. Волгоград, Волгоградский государственный университет

Аннотация
Рассматривается задача подавления «дискретной ошибки» высотомера малых высот за счет введения дополнительной «медленной» частотной модуляции. Разработаны алгоритмы подбора оптимальной формы дополнительной модуляции и весового суммирования. Приведены результаты расчета погрешности, полученные математическим моделированием работы высотомера при различных формах модулирующего напряжения и при весовой отработке показаний счетчика в реальном времени.
С. 74-77

Increasing precision of low-altitude radar FM-altimeter

V.D. Zakharchenko, Y.A. Tsapkov, S.V. Zaharchenko

Summary
The problem of “discrete error” suppression of low-altitude altimeter suppression using an additional “slow” frequency modulation is considered. Algorithms of modulation form optimization and weighed summation coefficients optimization are developed. Results of error estimation using numeric models of the altimeter performance for different modulation forms and real-time weight processing are presented.
P. 74-77

Моделирование множества измерительных систем с очередью к серверу для определения границ раздела и параметров сред на основе радиолокационных датчиков

Г.Г. Личков, А.Я. Паринский
г. Тула, Тульский государственный университет

Аннотация
Разработано и выполнено имитационное моделирование множества измерительных систем с очередью к одному серверу для дистанционного определения пространственных координат границы раздела комплексных свойств слоистых сред в заданном объеме на основе интеллектуальных радиолокационных датчиков.
С. 78-82

Simulation of multiple radar sensors based measuring systems for boundaries and parameters section of media with queue to the server

G.G. Lichkov, A.J. Parinskij

Summary
Developed and implemented simulation of intelligent radar sensors based measuring systems with a queue for one remote server to determine the spatial coordinates of the boundary section of complex layered media properties in a given volume.
P. 78-82

Метрологические основы дистанционных методов измерения геометрических параметров объектов

И.Ю. Жиганов
г. Самара, Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева

Аннотация
В статье рассматриваются метрологические основы дистанционных телевизионных методов измерения геометрических параметров объектов. Анализируются основные источники погрешностей, возникающих при формировании измерительной информации. Определены требования к оптической системе к телекамере как к пространственному дискретизатору изображений. Приведены результаты экспериментальных исследований.
С. 83-87

Metrological bases of remote methods of measurement of geometrical parameters of objects

I.Y. Jiganov

Summary
In clause metrological bases of remote television methods of measurement of geometrical parameters of objects are considered. The basic sources of the errors arising at formation of the measuring information are analyzed. Requirements to optical system to a television camera as to spatial quantizer images are certain. Results of experimental researches are resulted.
P. 83-87

Моделирование процессов уменьшения вращательных микроускорений малого космического аппарата «Аист»

Н.Д. Семкин, К.И. Вергунец, А.O. Овчаров, В.Л. Балакин
г. Самара, Самарский государственный аэрокосмический университет

Аннотация
В данной статье рассматривается моделирование процессов уменьшения вращательных микроускорений малого космического аппарата «Аист» с использованием конкретной теоретической модели и определенного схемного решения на базе микроконтроллерного управления, что позволяет расширить возможности системы (в том числе использовать разные законы компенсации микроускорений).
С. 88-91

Modelling of processes of reduction of rotary microaccelerations of a small space vehicle “Aist”

N.D. Semkin, K.I. Vergunets, А.O. Ovcharov, V.L. Balakin

Summary
In given article is considered modeling of the processes of the reduction rotary microaccelerations small cosmic vehicle “Aist” with use the concrete theoretical model and determined circuital decision on the base microcontroler’s management that allows to increase the possibility of the system (including use the different laws to compensations microaccelerations).
P. 88-91

Проводимость и ионообразование в ударносжатых пленочных структурах в условиях воздействия высокоскоростных пылевых частиц

Н.Д. Семкин, А.М. Телегин, Р.А. Помельников
г. Самара, Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева

Аннотация
В статье исследуются процессы, происходящие в ударносжатой МДМ-структуре при высокоскоростном ударе. Рассмотрены влияния напряжения, химического состава и скорости ударника на состав образовавшихся ионов.
С. 92-95

Conductivity and ion formation in with great dispatch compressed film structures in the conditions of influence of high-speed dust particles

N.D. Semkin, A.M. Telegin, R.A. Pomelnikov

Summary
In article the processes occurring in with great dispatch compressed MDM-structure are considered at high-speed blow. Influences of pressure, a chemical compound and speed of the drummer on structure of the formed ions are considered.
P. 92-95

Определение характеристик незавершенного поверхностного разряда в воздухе на основе анализа эмиссионных спектров

А.В. Ивченко, В.П. Захаров, П.Е. Тимченко
г. Самара, Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева

Аннотация
Сняты спектры незавершенного поверхностного разряда в воздухе при атмосферном давлении. Идентифицированы полосы систем 2^+, 1^+ и 1^− полос азота. Установлено, что при частоте следования импульсов 8 кГц плазма разряда характеризуется локальным равновесием колебательных состояний уровня C^3 Π_u с температурой T_(v-C^3 П_u) = 2250^(+45)_(−75) K, а состояния, соответствующие 1^+ и 1^− полосам азота, являются термодинамически неравновесными. Изменение напряжения в пределах 2-6 кВ не приводит к изменению локальной колебательной температуры и проявляется только в увеличении площади приповерхностной плазмы, что свидетельствует о сохранении степени неравновесности плазмы при достаточно широких вариациях электрических характеристик системы накачки. Следовательно, это должно обеспечить высокую «стабильность» данного метода применительно к проблеме снижения аэродинамического трения.
С. 96-101

Defining characteristics of incomplete surface discharge in air on the basis of emission spectra analysis

A.V. Ivchenko, V.P. Zakharov, P.E. Timchenko

Summary
Spectra of the incomplete surface discharge in air at atmospheric pressure experimentally determined. Emission bands of nitrogen 2^+, 1^+ and 1^− systems are identified. It is shown, that the discharge plasma at pulse frequency impact of 8 kHz is characterized by local vibration equilibrium of electronic state C^3 Π_u with temperature T_(v-C^3 П_u) = 2250^(+45)_(−75) K, and the states corresponding to 1^+ and 1^− systems of nitrogen remain thermodynamic nonequilibrium. Variation of high voltage in interval of 2-6 kV does not change the vibration temperature and manifested only in increase of the surface plasma area. This fact indicate the conservation of the level of surface plasma thermodynamic nonequilibrium in considerably broad variations of characteristics of electric pumping. Hence, this assure the great "stability" of the given method in application to the problem of aerodynamic friction decrease.
P. 96-101

Акустический импеданс приемной пьезопластины, имеющей электрическую нагрузку, и его применение для расчетов

В.С. Кононенко (1), В.В. Савичев (1), В.Е. Тиранин (2)
(1) г. Самара, Самарская государственная академия путей
(2) г. Самара, Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Аннотация
Широкое применение акустических (пьезоэлектрических) кристаллов в различных устройствах акустоэлектроники требовало знания в первую очередь электрического импеданса пьезопреобразователя, являющегося элементом радиотехнической схемы. Решение задач, связанных с проблемами ультразвуковых измерений, требует знания не только электрического, но и акустического импеданса пьезопластины, что необходимо в первую очередь для анализа влияния электрической нагрузки на рабочие параметры приемной пьезопластины, на отражение акустического импульса, падающего со стороны среды на пьезопластину.
С. 102-106

With help of solution of wave equation and piezoelectric equations obtain expression for acoustic impedance receiving piezoelectric plate, having electric load

V.S. Kononenko, V.V. Savichev, V.E. Tiranin

Summary
With help of solution of wave equation and piezoelectric equations obtain expression for acoustic impedance receiving piezoelectric plate, having electric load. Resistive electric load have great influence on quality piezoelectric plate and diminish his frequency.
P. 102-106

Исследование влияния краевой функционализации на процессы капиллярного заполнения углеродных нанотрубок водородом

И.В. Запороцкова, Е.В. Прокофьева
г. Волгоград, Волгоградский государственный университет

Аннотация
Исследование направлено на установление основных закономерностей проникновения атомарного водорода в однослойные углеродные нанотрубки, модифицированные функциональными группами. Получены и интерпретированы основные энергетические характеристики процессов внедрения водорода в тубулены. Использована модель молекулярного кластера в рамках полуэмпирической квантово-химической расчетной схемы MNDO [1]. На основе выполненных теоретических исследований предсказаны новые, полезные с точки зрения практических приложений физико-химические свойства изучаемых объектов.
С. 107-111

Study of boundary functionalization influence on the process of capillary filling of carbon nanotubes with hydrogen

I.V. Zaporotskova, E.V. Prokofyeva

Summary
This research is conducted to determine the main regularities in penetration of elemental hydrogen into both single-wall nanotubes, modified by functional groups, and into open tubulenes. The main energy characteristics of the process of hydrogen penetration into tubulenes were received with help of a molecular cluster model based on the semiempirical quantum chemical calculation system, called MNDO. The research includes a theory-based prediction of some new and practically useful physical and chemical properties of the studied objects.
P. 107-111

Моделирование энергетических процессов в фильтре активного типа источника бесперебойного питания

А.Е. Гейтенко, Е.Н. Гейтенко
г. Самара, Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Аннотация
Для формирования синусоидальной формы выходного напряжения инвертора параллельно ему подключают фильтр активного типа. Инвертор и фильтр образуют выходной преобразователь источника бесперебойного питания. Фильтр представляет собой усилитель мощности линейного типа класса В усиления. Моделирование энергетических процессов в преобразователе позволяет произвести их анализ и уменьшить энергетические потери без снижения динамических свойств преобразователя.
С. 112-117

Modeling of the energy processes in filter of the active type uninterruptedly power supply

A.E. Geytenko, E.N. Geytenko

Summary
For shaping sine forms of the output voltage of the inverter parallel he connects the filter of the active type. The Inverter and filter constitute the output converter an electric power supply. The Filter present amplifier of the powers of the linear type of the class B. Modeling of the energy processes in converter allows to produce their analysis and reduce the energy losses without reduction dynamic characteristic converter.
P. 112-117