Название
журнала

Физика волновых процессов и радиотехнические системы

ISSN	1810-3189	Дата	2012
Том	15	Выпуск	1
Страницы	1-114	Всего статей	16

Название статьи

Страницы

Анализ модового состава прямоугольного волновода с двумя перекрывающимися L-выступами
Заргано Г.Ф., Земляков В.В., Кривопустенко В.В.
Аннотация:
Представлен электродинамический расчет и моделирование на ЭВМ структуры электромагнитных полей Н- и Е-волн в прямоугольном волноводе с двумя перекрывающимися L-выступами с воздушным заполнением без потерь. Задача решена численно-аналитическим методом частичных областей (МЧО) с учетом особенности поведения электромагнитного поля на ребре. Рассчитаны критические волновые числа, волновое сопротивление основной волны и структура электромагнитных полей различных типов Н- и Е-волн в критическом режиме.
Ключевые слова: прямоугольный волновод, перекрывающиеся L-выступы, метод частичных областей, критическое волновое число, волновое сопротивление

Analysis of eigenmodes in rectangular waveguide with two antipodal L-shaped septa
Zargano G.F., Zemlyakov V.V., Krivopustenko V.V.
Summary:
The method of electrodynamics calculation and PC modelling of the electromagnetic field structure of TE- and TM-waves in air filled lossless rectangular waveguide with two antipodal L-shaped septa is derived. The problem is solved by the method of partial regions including field singularity at the edge. The cutoff wave numbers, the electromagnetic field structures of different types of TE- and TM-waves of dominant mode of the waveguide are calculated.
Keywords: rectangular waveguide, antipodal L-shaped septa, method of partial regions, cutoff wave number, wave impedance

7-17

Электродинамические свойства упорядоченных метаматериалов
Неганов В.А., Градинарь И.М.
Аннотация:
Предлагается построение физической модели упорядоченного метаматериала по аналогии с теорией ферромагнетиков. Его электродинамические свойства будут определяться свойствами одной частицы, которые входят в состав материала. Свойства отдельной частицы предполагается определять с помощью самосогласованного электродинамического подхода. Рассмотрены электродинамические свойства упорядоченных метаматериалов, построенных на основе разомкнутых колец и кольцевых разомкнутых резонаторов.
Ключевые слова: физическая модель, упорядоченный метаматериал, сингулярное интегральное уравнение

The electrodynamic properties of ordered metamaterials
Neganov V.A., Gradinar' I.M.
Summary:
It is proposed to build a physical model of ordered metamaterial on the analogy with the theory of ferromagnetic materials. His electrodynamic properties will be determined by the properties of one particle, which are part of the material. The properties of a single particle are supposed to determine with the self-consistent electrodynamic approach. We consider the electrodynamic properties of ordered metamaterials that are based on open rings and split-ring resonators.
Keywords: physical model, ordered metamaterial, singular integral equation

18-24

Математическое моделирование возбуждения цилиндрического резонатора током спирали и неоднородным осевым током электронного пучка
Альтшулер Е.Ю., Бушуев Н.А., Давидович М.В.
Аннотация:
Теоретически рассмотрено возбуждение цилиндрических резонатора и волновода заданным неоднородным осевым током электронного пучка и спиральным током (спираль переменного шага). Моделируется возбуждение сосредоточенным источником напряжения и при заданной согласованной нагрузке. Для тока на спирали сформулировано интегро-дифференциальное уравнение. В приближении заданного тока электронного пучка проведено моделирование пространства взаимодействия ЛБВ с учетом неравномерной намотки спирали, неоднородного электронного пучка и потерь.
Ключевые слова: математическое моделирование, интегральные уравнения, цилиндрический резонатор, осевой ток, электродинамика и электроника пространства взаимодействия ЛБВ

Mathematical modelling off the excitation of a cylindrical resonator by helix and axial electron beam currents
Altshuler E.U., Bushuev N.A., Davidovich M.V.
Summary:
The explicit formulas of the excitation of a cylindrical resonator with perfectly conducting walls, as well as with impedance ends are obtained. The excitement of a cylindrical resonator and a cylindrical waveguide of a given non-uniform axial current of the electron beam and the helix current with variable step, excited by a concentrated source of voltage and loaded on a given spot matched load, have been considered. For the helix current the integrodifferential equation is formulated. As the approximation the simulation of a TWT by given inhomogeneous electron beam for nonuniform helix was carried out.
Keywords: mathematical modeling, integral equation, cylindrical resonator, axial current, electrodynamics and electronics of volume of TWT interaction

25-32

Синтез нулей диаграмм направленности щелевых решеток, расположенных перпендикулярно ребру идеально проводящей полосы, при максимальных коэффициентах направленного действия
Богословский А.В., Разиньков C.Н.
Аннотация:
На основе принципа эквивалентности электрических полей щели и элементарного магнитного вибратора оценены направленные свойства щелевой решетки, расположенной перпендикулярно ребру бесконечно тонкой идеально проводящей полосы. С использованием метода неопределенных множителей Лагранжа выполнен синтез нулей диаграмм направленности (ДН) решеток при контроле максимальных коэффициентов направленного действия (КНД) с учетом экранирующего влияния подстилающей поверхности. Исследованы зависимости достижимых показателей направленности антенных систем от количества излучателей, их размещения, а также электрических размеров полосы.
Ключевые слова: принцип эквивалентности, критерий синтеза, метод неопределенных множителей Лагранжа

Synthesis of slot-hole arrays directional diagrams zeros on ideally spending strip with maximal directional coefficients
Bogoslovsky A.V., Razin'kov S.N.
Summary:
On the basis of equivalence principle of longitudinal crack electric field and elementary magnetic vibrator field the directed properties of the slot-hole array located lengthways infinitely thin ideally spending strip are estimated. With use of Lagrange uncertain multipliers method the synthesis of arrays with maximal directional coefficients and zeros of directional diagrams taking into account shielding influence of a spreading surface is executed. Dependences of achievable indicators of array orientation on quantity of antenna elements, their placings on a strip, number and angular positions of formation of zero in diagrams and the electrical sizes of a strip are investigated.
Keywords: equivalence principle, criterion of synthesis, Lagrange uncertain multipliers method

33-38

Модификация распределения поля в одномерной фотонно-кристаллической структуре с дефектами инверсии и внедрения
Елисеева С.В., Остаточников В.A., Семенцов Д.И.
Аннотация:
Рассмотрена модификация распределения поля в одномерной слоистой структуре с дефектами инверсионного типа. Показано, что при возникновении в структуре дефекта в области этого дефекта происходит увеличение амплитуды электрического поля. Продемонстрирована зависимость ширины дефектной моды от вида дефекта. Предложен волноводный метод вывода излучения из области максимальной локализации поля в структуре.
Ключевые слова: фотонный кристалл, запрещенная зона, дефектные моды

Modification of field distribution in one-dimensional photonic-crystal structure with inversion and interstitial defects
Eliseeva S.V., Ostatochnikov V.A., Sementsov D.I.
Summary:
We consider the modification of the field distribution in a one-layered structure with defects of inversion type. It is shown that in the event of a defect in the structure, the amplitude of the electric field increases in the area of the defect. The dependence of the width of the defect modes on the defect type is shown. The waveguide method for radiation output from the region of maximum field localization in structure has been proposed.
Keywords: photonic crystal, photonic band gap, defect modes

39-45

Четырехволновое взаимодействие на резонансной и тепловой нелинейностях при больших коэффициентах отражения
Акимов А.А., Воробьева Е.В., Ивахник В.В.
Аннотация:
Проанализирована зависимость амплитудных и пространственных характеристик четырехволнового преобразователя излучения на резонансной и тепловой нелинейностях от интенсивности волн накачки. Показано, что рост коэффициента отражения ухудшает качество обращения волнового фронта. Установлено, что при большом коэффициенте отражения характер изменения амплитудных и пространственных характеристик объектной и сигнальной волн в зависимости от интенсивности волн накачки совпадает.
Ключевые слова: обращение волнового фронта, четырехволновое взаимодействие, тепловая нелинейность, резонансная нелинейность

Four-wave interaction with allowance for thermal and resonant nonlinearities at large reflectance
Akimov A.A., Vorob'eva E.V., Ivakhnik V.V.
Summary:
The dependence of the amplitude and spatial characteristics of the four-wave converter on thermal and resonant nonlinearities from pumping waves intensity has been analyzed. It was shown, that growth of a reflectance degrades a quality of the wave-front reversal. It was established, that behavior of the amplitude and spatial characteristics of object and signal waves match in dependence of pumping waves intensity at large reflectance.
Keywords: wave-front reversal, four-wave interaction, resonant nonlinearity, thermal nonlinearity

46-51

Уравнения непрерывности для плазмы полупроводника
Арефьев А.С., Катин С.В.
Аннотация:
В рамках гидродинамической модели получены уравнения непрерывности для плазмы полупроводника, предполагающие наличие электрического и магнитного полей. Обсуждаются условия применимости этих уравнений.
Ключевые слова: гидродинамическая модель, уравнение непрерывности, плазма полупроводника

Equations of continuity for a semiconductor plasma
Aref'ev A.S., Katin S.V.
Summary:
With use of a hydrodynamic model the equations of continuity for a semiconductor plasma in the presence of electric and magnetic fields are derived. The conditions of applicability of them are discussed.
Keywords: hydrodynamic model, continuity equations, semiconductor plasma

52-55

Повышение устойчивости работы управляемых дискретных систем второго порядка
Тяжев А.И.
Аннотация:
В работе рассматриваются динамические процессы, происходящие в управляемых дискретных системах второго порядка, анализируется их поведение в зависимости от управления и предлагается способ повышения устойчивости работы этих систем.
Ключевые слова: динамические процессы, управляемые дискретные системы второго порядка, устойчивости работы

Enhancing the stability of the controlled discrete systems of second order
Tyazhev A.I.
Summary:
In this paper we consider the dynamic processes occurring in controlled second-order discrete systems, analyzes their behavior depending on the management and offers a way to increase the stability of these systems.
Keywords: dynamic processes, controlled discrete systems of second order, stability

56-58

Беспроводная транспортировка микроволновой мощности с Земли на высотные платформы глобальной радиорелейной сети
Ваганов Р.Б., Коршунов И.П., Коршунова Е.Н., Шатров А.Д.
Аннотация:
Работа посвящена беспроводной транспортировке энергии (БТЭ) микроволновыми пучками. Предложено использовать для целей БТЭ релеевские пучки с нулевой интенсивностью на оси, позволяющие передавать в два раза большую мощность, чем традиционные гауссовские. Использование систем БТЭ представляет интерес для передачи энергии от наземных источников на воздушные объекты такие, как высотные платформы радиорелейных (ВПР) линий.
Ключевые слова: беспроводная транспортировка энергии, микроволновые пучки, дифракционные потери передачи, платформы для радиорелейных линий

Wireless microwave power transmission from Earth to the high-altitude-platforms global radio relays
Vaganov R.B., Korshunov I.P., Korshunova E.N., Shatrov A.D.
Summary:
Wireless power transmission (WPT) represents a promising direction in engineering that is associated, first of all, with the use of radio-physical techniques. WPT is based on a double-step conversion of electric power: first, dc energy is converted into microwave field energy that is transmitted as a wave beam to a rectenna, and then the microwave field energy is converted back into dc energy. WPT systems are of interest for power transmission from ground-based sources of energy to air-based objects such as high-altitude platforms (HAPs) of radio relays, as well as to inaccessible terrestrial objects. WPT systems have no alternative as a means for electric power transportation from space solar stations (SPSs) to Earth.
Keywords: wireless power transmission, microwave beams, diffraction transmission loss, high-altitude radio-relay platforms

59-63

Динамика автоколебаний дробного томсоновского осциллятора
Зайцев В.В., Карлов Ар.В., Яровой Г.П.
Аннотация:
Разработана модель автоколебательной системы с дифференциальным уравнением движения дробного порядка. Решения уравнения движения, соответствующие переходному режиму и установившимся автоколебаниям, получены в квазигармоническом приближении. Проанализированы характеристики автоколебаний дробного осциллятора Ван дер Поля.
Ключевые слова: дробная динамика, автоколебательные системы, гармоническая линеаризация, эредитарные автогенераторы

Self-oscillations dynamics of fractional Thomson oscillator
Zaitsev V.V., Karlov Ar.V., Yarovoy G.P.
Summary:
A model of self-oscillating system with a differential equation of motion of fractional order is designed. Solutions of the equation of motion which correspond to the transitional regime and the steady-state self-oscillations are obtained in the quasi-harmonic approximation. The characteristics of self-oscillations of fractional Van der Pol oscillator are analyzed.
Keywords: fractional dynamics, self-oscillations systems, harmonic linearization, hereditarity oscillator

64-68

Сравнительный анализ частотных и энергетических свойств усилителей мощности класса Е
Баранов А.В., Моругин С.Л.
Аннотация:
Дан сравнительный анализ частотных и энергетических свойств усилителей класса Е. Для различных устройств класса Е получены формулы расчета величин произведения их максимальной рабочей частоты на выходную мощность. Проведено сравнение данных предельных величин со значениями произведений аналогичных характеристик известных устройств класса Е. Показано, что усилители с дуальным типом коммутационных потерь являются потенциально более высокочастотными и более мощными ключевыми устройствами.
Ключевые слова: класс Е, усилитель мощности, коэффициент полезного действия

The class E amplifiers operation frequency and output power limit properties analysis
Baranov A.V., Morugin S.L.
Summary:
For the four general class E power amplifiers and four their dual configurations, the operation frequency and output power limit properties analysis is presented. The maximum class E operation frequency and output power product limit values are determined for the four class E amplifiers with output transistor capacitances and four their dual configurations without output transistor capacitances. The maximum class E operation frequency and output power product calculated and experimental values comparison is presented. It has been proved that the dual class E amplifiers have more high output power and class E operation frequency.
Keywords: class E, power amplifier, drain efficiency

69-76

Теория электромагнитной сушки: асимптотическое решение начально-краевой задачи для прямоугольной области
Афанасьев А.М., Сипливый Б.Н.
Аннотация:
Получено решение пространственно двумерной начально-краевой задачи теории сушки электромагнитным излучением. Решение имеет аналитический вид и дает асимптотику полей температуры и влагосодержания для больших моментов времени. В отличие от метода Фурье, искомые поля представляются в виде линейной комбинации функций, каждая из которых зависит лишь от одной переменной (декартовой координаты или времени). Результаты работы позволяют дать общий анализ проблемы краевых эффектов при электромагнитной сушке протяженных образцов с прямоугольным поперечным сечением.
Ключевые слова: капиллярно-пористые материалы, тепломассоперенос, электромагнитная сушка

Theory of electromagnetic drying: asymptotic solution of initial-boundary value problem for a rectangular area
Afanasiev A.M., Sipliviy B.N.
Summary:
Two-dimensional spatial decision received initial-boundary value problem of drying theory of electromagnetic radiation. The decision is an analytical view and gives the asymptotics of the moisture and temperature fields for big time. Unlike the Fourier transform, the desired fields are represented as a linear combination of functions, each of which depends only on one variable (Cartesian coordinates or time). The results of the work to provide an analysis of the problem of boundary effects in electromagnetic drying long samples with rectangular cross section.
Keywords: capillary-porous materials, heat transfer, electromagnetic drying

77-83

Повышение энергоэффективности микроволнового нагрева снежно-ледяной массы посредством применения водоотвода
Лапочкин М.С., Морозов О.Г., Морозов Г.А.
Аннотация:
В статье рассмотрена проблема повышения энергоэффективности процесса таяния снежно-ледяной массы посредством применения водоотвода. Проведено математическое моделирование и экспериментальное исследование процесса микроволнового нагрева снежно-ледяной массы. Выполнен сравнительный анализ результатов математического моделирования с результатами экспериментов. Сформулированы рекомендации к применению полученных результатов при разработке и эксплуатации микроволновых устройств снеготаяния.
Ключевые слова: снежно-ледяная масса, микроволновый нагрев, процесс таяния, водоотвод, энергоэффективность

Energy effectiveness increase of microwave heating of snow-ice mass by the use of drain
Lapochkin M.S., Morozov O.G., Morozov G.A.
Summary:
In article we described problem of energy effectiveness increase of melting process of snow-ice mass by the use of drain. Mathematical modelling and experimental investigation of process microwave heating snow-ice mass are performed. Comparative analysis finding modeling and experiment results are performed. Recommendations to use finding results by development and operation microwave snow melting plants are formulate.
Keywords: snow-ice mass, microwave heating, melting process, drain, energy effectiveness

84-88

Коррекция аберраций хроматизма в телевизионных изображениях, сформированных в особых условиях
Куляс О.Л., Никитин К.А.
Аннотация:
Анализируются причины появления и способы коррекции хроматических аберраций в изображениях, которые сформированы при телевизионном наблюдении через защитные стекла значительной толщины. Приводятся результаты экспериментальной проверки предлагаемого метода коррекции.
Ключевые слова: хроматическая аберрация, телевизионное изображение, метод коррекции

Aberrations correction of chromatism in a television images formed in certain conditions
Kulyas O.L., Nikitin K.A.
Summary:
Ways of chromatic aberration in images are examined and analyzed which are generated at television supervision through protective glasses of a considerable thickness. The results of experimental check up of the given method of correction is introduced and described.
Keywords: chromatic aberration, video picture, method of correction

89-97

Повышение эффективности ионообразования при высокоскоростном взаимодействии пылевых частиц с пленочной структурой металл-диэлектрик-металл
Телегин А.М., Семкин Н.Д., Пияков И.В.
Аннотация:
В статье приводятся ионные спектры с масс-спектрометра, полученные с помощью электростатического ускорителя, доказывающие, что использование в качестве мишени МДМ-структуры, к которой приложено электрического поля, повышает эффективность ионообразования. Так же рассматривается теоретическое обоснование данного явления.
Ключевые слова: МДМ-структура, масс-спектрометр, ионизация

Improving the efficiency of ion production at high-speed interaction of dust particles with a film of metal-insulator-metal
Telegin A.M., Semkin N.D., Piyakov I.V.
Summary:
The paper presents ion spectra with mass-spectrometer, obtained with an electrostatic accelerator, proving that the use of MDM as a target - a structure to which an electric field that improves the efficiency of ion production. Just consider the theoretical basis for this phenomenon.
Keywords: MDM-structure, mass spectrometer, ionization

98-102

Моделирование законов функционирования магнитных исполнительных органов при ориентации микроспутника по местной вертикали
Семкин Н.Д., Любимов В.В., Малышев В.И.
Аннотация:
Рассматривается задача по обеспечению заданной ориентации микроспутника с электромагнитными исполнительными органами на борту. Показывается, что использование построителя местной вертикали в системе управления микроспутника позволяет добиться требуемых показателей качества процесса управления.
Ключевые слова: микроспутник, моделирование, вертикаль, управление, электромагнит, вращение

Modeling the operation laws of magnetic control devices with orientation a microsatellite along the local vertical
Semkin N.D., Lyubimov V.V., Malyshev V.I.
Summary:
In this paper we consider the problem of the orientation of microsatellite with electromagnetic control devices on board. It is shown that usage of the builder to the local vertical in microsatellite control system achieves the required quality of control process.
Keywords: microsatellite, modeling, vertical, control, electromagnet, rotation

103-108