Название
журнала

Физика волновых процессов и радиотехнические системы

ISSN	1810-3189	Дата	2012
Том	15	Выпуск	4
Страницы	1-108	Всего статей	15

Название статьи

Страницы

Интегральное представление электромагнитного поля геометрически киральной структуры
Капитонов В.А., Неганов В.А., Марсаков И.Ю., Табаков Д.П.
Аннотация:
Статья посвящена интегральным и интегро-дифференциальным представлениям электромагнитного поля, являющимся основой строгого и корректного описания электродинамических процессов. С их помощью получено интегральное представление электромагнитного поля тонкопроволочной структуры и построена математическая модель геометрически киральной структуры, состоящей из произвольного числа соосно расположенных разомкнутых тонкопроволочных колец. Учтено взаимодействие между кольцами. Показан механизм дискретизации интегральных представлений. Приведены численные результаты в случае возбуждения структуры плоской линейно поляризованной электромагнитной волной.
Ключевые слова: киральность, метаструктура, интегральное уравнение, интегральное представление электромагнитного поля, тонкопроволочное приближение, некорректные задачи

Integral representation of the electromagnetic field geometrically chiral structure
Kapitonov V.A., Neganov V.A., Marsakov I.Yu., Tabakov D.P.
Summary:
The article is devoted to integral and integro-differential representation electromagnetic field, which is the basis of strict and accurate description of electrodynamic processes. Based on these representations to obtain an integral representation of the electromagnetic field of thin wire structure and the mathematical model is geometrically chiral structure consisting of an arbitrary number of coaxially located open rings. The interaction between the rings is accounted and sampling mechanism integral representations is showed.The numerical results are submitted in excitation of the structure of a plane linearly polarized electromagnetic wave.
Keywords: chirality, metastructure, integral equation, integral representation of the electromagnetic field, thin wire approximation, ill-posed problems

6-13

Расчет собственных волн круглого экранированного волновода с секториальной диэлектрической вставкой
Бударагин Р.В., Радионов А.А.
Аннотация:
Рассматривается метод продольных сечений для расчета дисперсионных зависимостей собственных волн экранированных волноводов с частичным диэлектрическим заполнением. Приводится расчет круглого экранированного волновода с секториальной диэлектрической вставкой с различной диэлектрической проницаемостью в частотном диапазоне.
Ключевые слова: метод продольных сечений, собственные волны круглого экранированного волновода с секториальной диэлектрической вставкой, дисперсионное уравнение

Calculation of own waves of a round shielded waveguide with a sectorial dielectric insert
Budaragin R.V., Radionov A.A.
Summary:
The method of longitudinal sections for calculation of dispersive dependences of own waves of shielded waveguides with partial dielectric filling is considered. Calculation of a round shielded waveguide with a sectorial dielectric insert with various dielectric properties is given in a frequency range.
Keywords: a method of longitudinal sections, own waves of a round shielded waveguide with a sectorial dielectric insert, the dispersive equation

14-18

О структуре электромагнитного поля поверхностной волны в анизотропно проводящей ленте
Ваганов Р.Б., Коршунов И.П., Коршунова Е.Н., Олейников А.Д.
Аннотация:
Рассмотрены метод и результаты экспериментального исследования структуры поля поверхностной волны в анизотропно проводящей ленте, составленной из отрезков медных проводников. Показано, что плоская структура с выделенным направлением проводимости поддерживает медленные волны. Обнаружено, что электромагнитное поле ленты имеет три электрические и две магнитные компоненты. Измерения распределений интенсивности электрических компонент поля выполнено с использованием Г-образных зондов. Для измерения распределения интенсивности магнитных компонент использованы магнитные датчики в виде «сэндвичей» из разомкнутых колец. Установлено, что в диапазоне частот 3…5.2 ГГц замедление поверхностной волны в ленте шириной 28 мм изменяется от 1.02 до 2.1, погонные потери не превышают 2 дБ/м. Интенсивности всех компонент поля уменьшаются на порядок при удалении от ее поверхности на 0.4 длины волны.
Ключевые слова: поверхностная волна, анизотропно проводящая лента, замедление, распределение поля

On the electromagnetic field structure of the surface wave in an anisotropic conductive ribbon
Vaganov R.B., Korshunov I.P., Korshunova E.N., Oleynikov A.D.
Summary:
The method of the experimental investigation of the surface wave field in the anisotropic conductive ribbon is considered. It is shown that a flat composition made of the copper conductors supports the slow waves. It is found that the ribbon electromagnetic field keeps three electric and two magnetic components. It is shown that the slow wave delays varies from 1.02 to 2.1 over the frequency range 3…5.2 GHz. The linear losses is near 2 dB/m for the ribbon width near 21 mm. The intensity of all field components fall in a degree at the ribbon borders.
Keywords: surface wave, anisotropic conductive ribbon, slow wave delay, field distribution

19-25

Исследование взаимодействия композита «углеродная нанотрубка – графен»
Глухова О.Е., Салий И.Н., Кириллова И.В., Колесникова А.С., Коссович Е.Л.
Аннотация:
Исследованы различные виды композитов «углеродная нанотрубка – графен». Установлены стабильные конфигурации композитов «углеродная нанотрубка – графен» при ван-дер-ваальсовом и при химическом взаимодействиях. Показано, что при химическом взаимодействии полая нанотрубка с графеном являются нестабильной конфигурацией, а наностручок с графеном – стабильной конфигурацией. Исследования стабильности проводились расчетным эмпирическим методом.
Ключевые слова: нанотрубка, графенова наночастица, энтальпия, наностручок, стабильность, деформация

Study of composite «carbon nanotube – graphene» components interaction
Glukhova O.E., Saliy I.N., Kirillova I.V., Kolesnikova A.S., Kossovich E.L.
Summary:
Different forms of composites «carbon nanotube – grapheme» were investigated. Stability of conformation of the composites «carbon nanotube – grapheme» was found for van der vaalse and chemical interactions. It was shown that the chemical interaction of hollow nanotubes with graphene cannot be performed at many conditions. Although, the peapod chemically bonded with graphene is a stable configuration. Studies of stability were conducted by an empirical method.
Keywords: nanotube, graphene nanoparticle, enthalpy, nanopeapod, stability, deformation

26-29

Метод когерентного усреднения в приложении к задачам электромагнитного контроля параметров дисперсных сред
Гудков С.А., Кудрявцев И.А., Дергачев П.А.
Аннотация:
В статье предложена структурная схема вихретокового преобразователя, позволяющая применять метод когерентного усреднения в задачах неразрушающего электромагнитного контроля параметров дисперсных сред. Рассмотрено применение метода когерентного усреднения на примере обработки зашумленного сигнала с датчика, определено оптимальное количество обмоток вихретокового датчика.
Ключевые слова: вихретоковый датчик, когерентное усреднение, конечно-элементный анализ

The coherent accumulation method in the applications of electromagnetic control of dispersive medium parameters
Gudkov S.A., Kudryavtsev I.A., Dergachev P.A.
Summary:
The article deals with structure schematic of eddy current probe and the coherent accumulation method, used in non-destructive electromagnetic control of dispersive medium parameters. Described are the coherent accumulation method applied to the noisy eddy current signal and the estimation of the eddy current probe windings optimal number.
Keywords: eddy current probe, coherent accumulation, finite element analysis

30-35

СВЧ-обработка нефтешламов с моделированием в среде LabVIEW
Дементьева М.Ф., Шангараева Я.Н.
Аннотация:
В данной работе подняты проблемы переработки нефтешламов, касающиеся как стандартных методов решения, так и применения микроволн. При этом представлены новые способы, основанные на более эффективном использовании СВЧ-энергии. В среде LabVIEW разработан программный комплекс СВЧ-обработки нефтешламов, представляющий полную визуализацию технологических процессов переработки. Работа выполнена в соответствии с Госзаказом на выполнение НИР КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева в научно-исследовательском институте прикладной электродинамики, фотоники и живых систем.
Ключевые слова: переработка нефтешламов, СВЧ-обработка, программные комплексы, среда LabVIEW

Microwave treatment of sludge with modeling in LabVIEW
Dementeva M.F., Shangaraeva Y.N.
Summary:
In this paper raised the problem of sludge processing with standard methods of solution and with using of microwaves. Present new methods, based on a more efficient use of microwave energy. In the LabVIEW software system developed microwave treatment sludge, which is a full visualization of technological processes. This work done in accordance with a government order for execution of scientific research works in R&D and educational center «R&D Applied Electrodynamics, photonics and living systems» of Kazan National Research Technical University «KNRTU-KAI» by A.N. Tupolev.
Keywords: processing sludge, microwave processing, software systems, the environment LabVIEW

36-40

Поверхностные волны вдоль слоев градиентности в периодических композиционных структурах
Киреева А.И., Руденок И.П., Филичева Т.В.
Аннотация:
В работе представлены результаты теоретического исследования распространения поверхностных волн в слоистых периодических композиционных структурах на основе градиентных пространственных сред. Диэлектрическая проницаемость элементарных слоев, составляющих период рассмотренной структуры, описывается обобщенными профилями. Получены матричные уравнения, связывающие амплитуды плоских волн между собой во всех элементарных зонах периодической структуры. С учетом трансляционной симметрии волноведущих слоев найдено дисперсионное уравнение, которое определяет спектр поперечных волновых чисел, соответствующий комплексным блоховским волновым числам. На основании этого исследовано влияние параметров градиентности профилей диэлектрической проницаемости на значения мнимой части комплексного блоховского волнового числа в центре первой полосы непропускания поперечно-периодической среды. Изучено поведение поперечных составляющих электрического поля первых магнитных поверхностных волн вдоль направления периодичности композиционной структуры. Проведенный анализ иллюстрируется графическим материалом.
Ключевые слова: градиентная слоистая периодическая структура, дисперсионное уравнение, параметры градиентности, комплексное волновое число, полоса непропускания

On the surface waves spreading along the gradient layers of intermittent compositional structures
Kireeva A.I., Rudenok I.P., Filitcheva T.V.
Summary:
The theoretical research of spreading of surface waves in layered periodic compositional structures on the base of gradient media was made and the results of it were presented in this work. Dielectric susceptibility of elementary layers which constitute the period of reviewed structure was described by generalized profiles. Matrix equations which connect the wave amplitudes with each other in every simple zones of periodic structure were researched. Dispersion equation which determines the spectrum of cross wave constant was solved. It was made with the account of relay symmetry in waveguide layers. And also we must point that this spectrum conformed to Bloch’s wave constants. On the basis of it the influence of the gradient parameters of dielectric susceptibility to values of imaginary part of complex Bloch’s wave constants in the center of the front no transmittance band in cross intermittent medium was investigated. Cross components of electric field for first magnetic surface waves along the direction of periodicity of compositional structure were found and investigated. All theoretical results were illustrated by graphics material.
Keywords: gradient layered periodic compositional structure, dispersion equation, gradient parameters, complex wave constant, no transmittance band

41-47

Математическая модель расчета эффективной площади рассеяния зеркальной антенны с произвольной нагрузкой и диэлектрическим обтекателем в широкой полосе частот
Кирьянов О.Е., Лобанова Ю.Н.
Аннотация:
Разработана двумерная математическая модель расчета характеристик рассеяния зеркальной антенны с диэлектрическим обтекателем и произвольной нагрузкой, характеризуемой матрицей рассеяния в определенном сечении волноводного тракта. Модель основана на методе интегральных уравнений и модовом представлении полей внутри волновода облучателя. Приведены результаты расчета диаграмм рассеяния и направленности антенны с обтекателем и без него.
Ключевые слова: зеркальная антенна, диэлектрический обтекатель, эффективная площадь рассеяния, диаграмма направленности, матрица рассеяния, волновод, интегральное уравнение

Mathematical model for calculation radar cross section of a reflector antenna with arbitrary load and dielectric radome in the wide band
Kiryanov O.E., Lobanova J.N.
Summary:
The two-dimensional mathematical model for calculation of scattering characteristics of the reflector antenna with dielectric radome and arbitrary load characterized by the scattering matrix in certain section of the waveguide is developed. The model is based on a method of the integrated equations and many-mode representation of fields in the waveguide. The numerical results of scattering characteristics and radiation pattern antenna with radome and without it are presented.
Keywords: reflector antenna, dielectric radome, radar cross section, radiation pattern, scattering matrix, waveguide, integral equation

48-53

Механизмы, влияющие на процесс формирования и роста в паяных соединениях интерметаллических соединений Cu Sn и Cu Sn
Кунтушев Д.В., Семкин Н.Д.
Аннотация:
Изучение проблемы интерметаллических соединений проводилось только за границей, отечественных нормативных документов в настоящее время не существует. Такие соединения имеют кристаллическую структуру и часто обладают низкой симметрией, что ограничивает направление пластической деформации и приводит к их твердости и хрупкости. Границы раздела между интерметаллическими соединениями и другими фазами также имеют тенденцию к хрупкости, что существенно влияет на надежность паяных соединений в отрицательную сторону. В данной статье рассмотрены механизмы, влияющие на рост интерметаллических соединений Cu Sn и Cu Sn .
Ключевые слова: паяное соединение, интерметаллическое соединение, надежность, старение, микрошлиф, рентгеноконтроль, термопрофиль

Factors influencing formation and growth of intermetallic compounds Cu Sn and Cu Sn in soldered joints
Kuntushev D.V., Semkin N.D.
Summary:
Studies of intermetallic compounds were conducted only in foreign countries. There are no domestic normative documents on this issue as well. Such compounds have crystal structure and weak symmetry, which constrains direction of plastic deformation and brings about hardness and brittleness. Interfaces between intermetallic compounds and other phases also have a tendency to brittleness that makes soldered joints less reliable. This research describes mechanisms influencing growth of intermetallic compounds Cu Sn and Cu Sn .
Keywords: soldered joint, intermetallic compound, reliability, aging, microsection, X-ray examination, thermal profile

54-58

Современные подходы к построению адаптивных СВЧ технологических комплексов обработки высоковязких водонефтяных смесей
Морозов Г.А., Морозов О.Г., Шангараева Я.Н.
Аннотация:
Рассматриваются подходы к организации адаптивного управления при СВЧ-обработке тяжелых водонефтяных эмульсий (ВНЭ), включая высоковязкие нефти. Дана классификационная оценка существующих и предлагаемого комплексного модельного термоэлектродинамического подхода, учитывающего физико-химический состав обрабатываемой среды. Представлены результаты лабораторных опытов деэмульсации ВНЭ для обоснования комплексного управления, и определены алгоритмические представления о структуре математических моделей для его реализации.
Ключевые слова: тяжелые водонефтяные эмульсии, физико-химический состав, деэмульсация, адаптивное управление, математические модели

Contemporary approaches to the construction of adaptive microwave technological complexes for processing high-viscous water-in-oil emulsions
Morozov G.A., Morozov O.G., Shangaraeva Ya.N.
Summary:
In this paper we consider approaches to the organization of adaptive control for microwave processing of high-density water-in-oil emulsions, including the high-viscous oil. Classification evaluation of existing approaches and proposed complex model thermoelectrodynamic approach, that allow for physical-chemical composition of the treated medium, is presented. Laboratory experiments results of the demulsification of high-density water-in-oil emulsions for complex control justification, are shown, and algorithmic representations of the structure of mathematical models for complex control implementation, are defined.
Keywords: high-density water-in-oil emulsions, physical-chemical composition, demulsification, adaptive control, mathematical models

59-66

Свойства пространственных распределений волновых полей линейных антенн, сфокусированных в зоне Френеля
Низамутдинов Р.Р., Потапова О.В., Седельников Ю.Е.
Аннотация:
Рассматриваются свойства линейных антенн, сфокусированных в зоне Френеля на расстояниях, соизмеримых с физическими размерами апертур. Описаны характерные особенности, присущие пространственным распределениям интенсивности указанных полей в зависимости от положения точки фокусировки и характера распределения поля в апертуре.
Ключевые слова: линейные антенны, зона Френеля, распределения полей, точки фокусировки

Characteristics of spatial distribution of wave fields, focused within the Fresnel zone by inear antennas
Nizamutdinov R.R., Potapova O.V., Sedelnikov Yu.E.
Summary:
In this article linear antennas focused within the Fresnel zone at distances commensurable to aperture size are searched. The most significant aperture distribution as well as focal distance to wave field properties relationships are determined.
Keywords: linear antennas, Fresnel zone, aperture distribution, focal distance

67-73

Исследование точности местоопределения сверхширокополосных источников радиоизлучения в разностно-дальномерных системах
Разиньков С.Н., Богословский А.В.
Аннотация:
На основе спектрального анализа сигналов определена среднеквадратическая ошибка (СКО) оценки максимального правдоподобия координат сверхширокополосных (СШП) источников радиоизлучения (ИРИ) в разностно-дальномерных системах. Исследованы зависимости точности местоопределения излучателей от направленных свойств антенн, используемых в них, и приемниках измерительной системы, вида и параметров сигналов. Найдены экстремальные СКО местоположения объектов по мощности излучения и габаритам антенн.
Ключевые слова: СШП-сигнал, разностно-дальномерная система местоопределения ИРИ, оценка максимального правдоподобия координат объекта, парциальные характеристики антенн, энергетическое уравнение радиоканала

Research of accuracy of an assessment of coordinates of sources of super-broadband signals by difference range finder systems
Razin’kov S.N., Bogoslovsky A.V.
Summary:
On the basis of the spectral analysis of signals error of an assessment of the maximum credibility of coordinates of super-broadband sources of a radio emission by difference range finder systems is defined. Dependences of accuracy of radiators position on the directed properties of the antennas used in them and receivers of measuring system, a look and parameters of signals are investigated. Extreme error of location of objects on capacity of radiation and the electric sizes of antennas are found.
Keywords: super-broadband signal, difference range finder system of determination of coordinates of radio emission source, assessment of the maximum credibility of object coordinates, partsialny antenna characteristics, power equation of a radio channel

74-83

Дисковая антенна кругового обзора на симметричных щелевых излучателях
Фролов А.А., Гирич С.В., Гирич В.С., Парпула С.А., Заярный В.П.
Аннотация:
Описаны свойства щелевых излучателей СВЧ-диапазона и дисковой антенны кругового обзора на их основе для формирования направленного излучения, обеспечивающего круговой или секторный обзор. Представлены экспериментально полученные для них диаграммы направленности и характеристики на частотах 8–12 ГГц.
Ключевые слова: антенна, щелевой излучатель, СВЧ-диапазон, диаграмма направленности, частота

The disc antenna of the circular review on the basis of symmetrical slotted transmitters
Frolov A.A., Girich S.V., Girich V.S., Parpula S.A., Zaiarny V.P.
Summary:
Properties of slotted transmitters of a microwave range and disc antenna of the circular review on their basis for formation of the directed radiation providing the circular ore sectoral review are described. Directional diagrams experimentally received for them and characteristics on frequencies of 8–12 GHz are presented.
Keywords: antenna, slotted transmitters, microwave range, directional diagram, frequency

84-87

Лазерное охлаждение протяженных примесных кристаллов в режиме сверхизлучения. Альтернативный подход
Башкиров Е.К.
Аннотация:
Исследован процесс лазерного охлаждения протяженного примесного кристалла в режиме сверхизлучения при использовании альтернативной схемы накачки примесных ионов. Показана возможность охлаждения образцов за счет коллективного излучения.
Ключевые слова: лазерное охлаждение твердых тел, импульсная накачка, сверхизлучение

Laser cooling of extended solids in the superradiant regime. The alternative approach
Bashkirov E.K.
Summary:
The process of laser cooling of an extended impurity crystal in a superradiance regime is explored with using the alternative scheme of a pumping of the impurity ions. Possibility of cooling of samples at the expense of collective radiation is shown.
Keywords: laser cooling of solids, impulse pump, superradiance

88-93

О механизме радиопрозрачности столкновительного ионизованного газа
Кучуркин А.А., Тамбовцев В.И., Тепляков А.В.
Аннотация:
В статье рассматриваются радиофизические свойства столкновительного ионизованного газа плазменной оболочки, окружающей спускаемый или летательный аппарат, движущийся с гиперзвуковой скоростью. Приводится анализ дисперсионного уравнения исследуемой среды. В зависимости от частоты столкновений электронов газ обладает различными физическими свойствами: от слабоионизованного до плазменного состояния. Описываются методика и результаты СВЧ-диагностики физической модели.
Ключевые слова: плазменная оболочка, электронная частота столкновений, критическая частота, максвелловское время релаксации зарядов, радиопрозрачная среда

About mechanism of radio transparency of the collision of the ionized gas
Kuchurkin A.A., Tambovtsev V.I., Teplyakov A.V.
Summary:
In the article considers radio physical property of collisional ionized gas, plasma sheath which surrounds hypersonic velocity or reentry vehicles can cause severe communication problems because of signal reflection or/and attenuation. The dispersion equation of the test medium is analyzed, which possess different properties from weakly ionized plasma till the plasma state, depending on the frequency of collisions of electrons. Described by the methodology and results of microwave diagnostics of the physical model.
Keywords: plasma sheath, electron collision frequency, critical frequency, Maxwell relaxation time of charge, radioparent sphere

94-99