Название
журнала

Физика волновых процессов и радиотехнические системы

ISSN	1810-3189	Дата	2013
Том	16	Выпуск	3
Страницы	1-96	Всего статей	14

Название статьи

Страницы

Расчет взаимодействия элементов метаструктуры на основе метода Гаусса – Зейделя
Неганов В.А., Марсаков И.Ю., Табаков Д.П.
Аннотация:
Статья посвящена методу расчета взаимодействия элементов метаструктуры. В качестве основы для расчета взят метод Гаусса – Зейделя, применяющийся для решения системы линейных алгебраических уравнений с диагональным преобладанием в матрице. Предложенный метод оперирует матрицами собственных и взаимных импедансов, образующих общую матрицу системы линейных алгебраических уравнений. Метод применен для решения задачи дифракции на метаструктуре – тонком слое конечных размеров, состоящем из двойных разомкнутых колец. Математическая модель структуры построена на основе интегральных представлений электромагнитного поля. Исследована сходимость решения для различных значений расстояния между элементами. Приведены результаты численного моделирования.
Ключевые слова: киральность, метаструктура, интегральное уравнение, интегральное представление электромагнитного поля, тонкопроволочное приближение, некорректные задачи, метод Гаусса – Зейделя

The calculation of the interaction of elements metastructures based on the Gauss – Seidel method
Neganov V.A., Marsakov I.Yu., Tabakov D.P.
Summary:
The article is devoted to the calculation method of interaction metaelements. As a basis for the calculation is taken Gauss – Seidel method, which is used for solving linear algebraic equation with a diagonally dominant matrix. The proposed method operates matrices of self and mutual impedances, which form the overall matrix of linear algebraic equation. The method is applied to solve the problem of diffraction by metastructures – a thin layer of finite size, consisting of a double open rings. A mathematical model of the structure is based on the integral representation of the electromagnetic field. The convergence solutions for different values of the distance between the elements. The results of numerical modeling.
Keywords: chirality, metastructure, integral equation, integral representation of the electromagnetic field, thin wire approximation, ill-posed problems, Gauss – Seidel method

6-16

Квантовые ограничения различимости сигналов
Куракин А.Л.
Аннотация:
С учетом того, что из корпускулярного представления радиоволн следует, что достаточно малые локационные сигналы являются дискретными и могут пропадать полностью, предельная дальность локации имеет, таким образом, фундаментальные ограничения, не зависящие от уровня шума; при уровне средней энергии порядка единиц квантов дискретный сигнал подчиняется распределению Пуассона (которое объясняет мерцание целей на экранах локаторов), получены выражения необходимого времени для регистрации слабых сигналов и эффективности предельного обнаружения с учетом динамики объекта. Идентификация целей при таких сигналах является проблематичной ввиду равенства средних значений сигнала его вариации. Высказывается гипотеза, что аномальное влияние инфразвуков связано с явлением противоположного характера – с очень высокой концентрацией квантов при низких частотах излучаемых волн.
Ключевые слова: теоретический предел дальности, корпускулярный характер слабых сигналов, распределение Пуассона, мерцание, эффективность обнаружения объектов

Quantum limitations of the signals distinqvishability
Kurakin A.L.
Summary:
From the corpuscular understanding of radio waves it follows that small enough location signals are discrete and may disappear completely. Maximum location distance has, therefore, the fundamental limitations, not depending on the noise level. By the signal mean energy level of the order of some units of quanta discrete signal complies to the Poisson distribution (what explains the target flashing on locators screens). Expressions are got for time necessary for weak signals registration and for detection effectiveness taking into account the dynamics of the object. Targets identification by such signals is problematic due to equality of the signals mean values and the signals variance. The hypothesis is suggested that infrasounds anomalous influence is connected with the opposite phenomenon, e. i. with a very high quanta concentration by low frequencies of waves.
Keywords: distance theoretical limit, corpuscular nature of small signals, Poisson distribution, scintillation, effectiveness of objects detection

17-21

Дисперсионные и поляризационные свойства азимутально-несимметричных волн круглого открытого слоистого феррит-диэлектрического волновода
Назаров А.В., Попов Е.А., Рожкова М.С.
Аннотация:
Приводятся результаты исследования спектра азимутально-несимметричных волн круглого открытого слоистого феррит-диэлектрического волновода при отсутствии и наличии магнитных потерь в феррите. Для волны HE_11 волновода с потерями представлены частотные зависимости угла поворота большой полуоси эллипса поляризации и его эксцентриситета.
Ключевые слова: феррит-диэлектрический волновод, дисперсионная характеристика, поверхностная волна, комплексная волна, поляризация электромагнитного поля

Dispersive and polarization properties of azimuthally asymmetrical waves propagating in an open circular layered ferrite-dielectric waveguide
Nazarov A.V., Popov E.A., Rozhkova M.S.
Summary:
The results of the research of the spectrum of azimuthally asymmetrical modes propagating in an open circular layered ferrite-dielectric with magnetic losses and without it are presented. For the HE mode propagating in a waveguide with magnetic losses the frequency-dependent Faraday rotation angle of major ellipsis semiaxis and ellipsis eccentricity are calculated.
Keywords: ferrite-dielectric waveguide, dispersion characteristic, surface wave, complex wave, electromagnetic field polarization

22-26

Влияние параметров пластинчатых резисторов на ослабление аттенюаторов
Иванов А.Е., Шишков Г.И., Щербаков В.В.
Аннотация:
Описано влияние диэлектрической проницаемости и толщины подложки пластинчатых резисторов на ослабление широкополосных коаксиальных фиксированных аттенюаторов. Рассмотрен один из методов оценки равномерности поглощающего слоя пластинчатых резисторов.
Ключевые слова: коаксиальный фиксированный аттенюатор, пластинчатый резистор, диэлектрик, резистивная пленка, ослабление

Influence parameter lamellar resistor on weakening attenuator
Ivanov A.E., Shishkov G.I., Sherbakov V.V.
Summary:
The described influence dielectrics to permeability, thicknesses of the substrate and unevenness resistive films lamellar resistor on weakening broadband coaxial fixed attenuator. It is considered one of the methods of the estimation to uniformities absorbing layer lamellar resistor.
Keywords: coaxial fixed attenuator, lamellar resistor, dielectric, resistive films, weakening, inaccuracy

27-33

Передача цвета и его точное воспроизведение на экране телевизионного приемника
Ложкин Л.Д., Неганов В.А., Шатов Л.Г.
Аннотация:
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.
Ключевые слова: передача цвета, телевизионный приемник, координаты цветности, цветовой охват, цветовые искажения

Transmission and current color reproduction on the screen of television receiver
Lozhkin L.D., Neganov V.A., Shatov L.G.
Summary:
It is shown that the color chromaticity coordinates, which are located inside the triangle gamut screen television can play back STI colorimetric accurately, i.e., with no color distortion. Provides a method for implementing a television system with a colorimetric accurate playback color image.
Keywords: color reproduction, the television set, the chromaticity coordinates, color coverage, color distortion

34-38

Рассеяние радиоимпульсов на идеально проводящей разомкнутой цилиндрической поверхности
Разиньков С.Н., Разинькова О.Э.
Аннотация:
На основе численного решения интегральных уравнений Фредгольма первого рода с пространственно-временными операторами относительно азимутальных гармоник плотности поверхностных токов проведен анализ вторичного излучения радиоимпульсов идеально проводящей разомкнутой цилиндрической поверхностью. Исследованы зависимости энергетической диаграммы обратного рассеяния объекта от его электрических размеров, вида и параметров облучающих сигналов.
Ключевые слова: радиоимпульс, пространственно-временное распределение плотности поверхностных токов, энергетическая диаграмма обратного рассеяния объекта

The scatter of radio impulses on the ideally carrying out the opened cylindrical surface
Razin’kov S.N., Razin’kova O.E.
Summary:
On the basis of the numerical solution of Fredholm integrated equations of the first sort with existential operators the analysis of secondary radiation of radio impulses by ideally carrying out opened cylindrical surface is carried out. Dependences of the power chart of the return dispersion of object on its electric sizes, look and parameters of irradiating signals are investigated.
Keywords: radio impulse, existential distribution of density of superficial currents, power return scatter chart of object

39-43

Исследование плоских симметричных антенн с линейно-расширяющимся раскрывом для антенных решеток
Парпула С.А., Заярный В.П., Гирич В.С., Аввакумов В.Е.
Аннотация:
Получены математические модели для плоских симметричных антенн СВЧ-диапазона с линейно расширяющимся раскрывом, позволяющие рассчитывать их диаграммы направленности в зависимости от конфигурации раскрыва. Экспериментально измерены диаграммы направленности для аналогичных антенн (в диапазоне 5,9–12,5 ГГц), установлено хорошее соответствие расчетных и экспериментальных результатов. Выявлены закономерности влияния конфигурации раскрыва исследовавшихся антенн на форму главного лепестка их диаграмм направленности, что принципиально важно для оптимизации электродинамических характеристик антенных решеток на их основе.
Ключевые слова: плоская симметричная антенна, линейно расширяющийся раскрыв, СВЧ-диапазон, диаграмма направленности, частота, дисковая антенная решетка

Research of plane symmetric antennas with the linear extending aperture for antenna grids
Parpula S.A., Zayarny V.P., Girich V.S., Avvakumov V.E.
Summary:
Mathematical models for plane symmetric antennas microwave range with linearly extending aperture, allowing to calculate their direction characteristics depending on an aperture configuration are received. Experimentally direction characteristics for similar antennas are measured (in the range of 5,9–12,5 GHz), good compliance of estimated and experimental results is set. Regularities of influence of a configuration of an aperture of researched antennas on the form of the principal lobe of their direction characteristics that is essentially important for optimization of electrodynamic characteristics of antenna grids on their basis are revealed.
Keywords: the plane symmetric antenna, linearly extending slot, microwave range, the direction pattern, frequency, a disk antenna grid

44-49

Распределение поля и зарядов в переходе между n-GaAs и полуизолирующей подложкой, легированной хромом
Бобрешов А.М., Нестеренко Ю.Н., Разуваев Ю.Ю.
Аннотация:
С помощью численного моделирования проанализирована структура поля и объемного заряда на границе раздела между полуизолирующей подложкой, легированной хромом, и n -каналом в GaAs полевых транзисторов с затвором Шоттки. Использована четырехуровневая модель полуизолирующего GaAs с учетом глубоких уровней. Показана определяющая роль глубоких акцепторных уровней в формировании объемного заряда со стороны подложки, а также зависимость величины и распределения объемного заряда от их концентрации.
Ключевые слова: полевой транзистор с затвором Шоттки, арсенид галлия, полуизолирующая подложка, граница раздела, глубокие уровни, объемный заряд, численное моделирование

Field and charge distribution in the junction between n-GaAs and semiinsulating chrome doped substrate
Bobreshov A.M., Nesterenko Yu.N., Razuvaev Yu.Yu.
Summary:
Field and volume charge structure in the junction between semiinsulating chrome doped substrate and n-channel of GaAs MESFET was analyzed by means of a computational modeling. It was used a four-level model of semiinsulating GaAs with deep levels. The obtained results show, that deep acceptor level makes capital contribution in volume charge forming from the side of a substrate. Magnitude and distribution of this charge depend on deep acceptors concentration.
Keywords: MESFET, GaAs, semi-insulating substrate, interface, deep levels, space charge, computational modeling

50-55

Способы управления дисперсией электромагнитных волн, распространяющихся в 3D-решетках ориентированных углеродных нанотрубок с магнитными наночастицами, в микроволновом диапазоне
Макеева Г.С., Голованов О.А., Ширшиков Д.Н., Горлов Г.Г.
Аннотация:
Методом автономных блоков с каналами Флоке рассчитана управляемая магнитным полем частотная дисперсия электромагнитных волн, распространяющихся в анизотропных наноструктурных материалах на основе 3D-решеток углеродных нанотрубок с магнитными Co_80 Ni_20-наночастицами (при различном числе инкапсулированных в углеродные нанотрубки магнитных наночастиц). Определены способы и эффективность управления дисперсией действием внешнего магнитного поля при изменении направления и величины вектора поля подмагничивания, взаимной ориентации постоянного и высокочастотного магнитных полей и их ориентации к оси углеродных нанотрубок, а также геометрии и периода решеток в микроволновом диапазоне.
Ключевые слова: углеродные нанотрубки, магнитные наночастицы, дисперсия, электромагнитные волны, автономные блоки, анизотропные наноструктурные материалы

The control methods of tuning of dispersion of electromagnetic waves propagating in 3D-arrays of carbon nanotubes with magnetic nanoparticles at microwave frequencies
Makeeva G.S., Golovanov O.A., Shirshikov D.N., Gorlov G.G.
Summary:
By using numerical method of autonomous blocks with Floquet channels (FAB) the frequency dispersion of electromagnetic waves propagating in anisotropic nanostructured materials based on 3D-arrays of carbon nanotubes with magnetic Co_80 Ni_20 nanoparticles for several values of the filling factor of encapsulated magnetic nanoparticles, tuned by magnetic field, was calculated. The control methods and the efficiency of tuning of dispersion by external bias magnetic field (changing of the direction and the value of the DC bias magnetic field at different orientation with respect to CNT axis and rf magnetic field), depending on the geometry and the period of arrays at microwave frequencies.
Keywords: carbon nanotubes, magnetic nanoparticles, dispersion, electromagnetic waves, autonomous blocks, anisotropic nanostructured materials

56-62

Влияние нелинейных элементов с гистерезисом на устойчивость замкнутых систем
Тяжев А.И.
Аннотация:
В работе анализируется влияние нелинейных элементов, обладающих характеристиками с гистерезисом, на устойчивость замкнутых систем, дается объяснение причин возникновения автоколебаний в замкнутых системах, в которых без нелинейных элементов с гистерезисом автоколебаний не возникает.
Ключевые слова: нелинейные элементы, гистерезис, устойчивость, замкнутые системы, автоколебания

Effect of non-linear elements with hysteresis on the stability of the closed systems
Tyazhev A.I.
Summary:
This paper analyzes the impact of non-linear elements with characteristics with hysteresis on the stability of the closed systems, explains the causes of oscillations in a closed system in which no non-linear elements with hysteresis oscillation does not occur.
Keywords: nonlinear elements, hysteresis, stability, closed system, oscillations

63-67

Учет фрактальной структуры биообъекта при разработке систем контроля и дозиметрии патогенных излучений
Яшин С.А.
Аннотация:
Рассматривается связь фрактальной геометрии с биофизикой, в частности с патогенными воздействиями электромагнитных излучений на персонал предприятий и учреждений. Патогенность воздействия на человека в группе риска персонала должна учитываться в системах контроля и дозиметрии как распространение электромагнитных волн во фрактальной биологической среде.
Ключевые слова: электромагнитные волны, излучение, резонанс, биообъект, фрактальная геометрия, персонал

The account of the fractal structure of a biological object in the design of control systems and radiation dosimetry of pathogenic
Yashin S.A.
Summary:
We consider the relationship of fractal geometry to biophysics, in particular with the pathogenic effects of electromagnetic radiation on the staff of enterprises and institutions. Pathogenicity of human exposure to at-risk personnel should be integrated into control systems and dosimetry as the propagation of electromagnetic waves in a fractal biological environment.
Keywords: electromagnetic waves, radiation, resonance, biological object, fractal geometry, the staff

68-72

Диагностика новообразований кожи методом комбинационного рассеяния
Захаров В.П., Ларин К.В., Козлов С.В., Морятов А.А., Братченко И.А., Мякинин О.О., Артемьев Д.Н., Христофорова Ю.А.
Аннотация:
Разработан фазовый метод определения типа новообразований кожи, основанный на локализации в фазовой плоскости изменений спектральных интенсивностей комбинационного рассеяния в полосах 1300–1340 см^-1 и 1640–1680 см^-1 по отношению к интенсивности линии 1450 см^-1 На основании ex vivo экспериментов, проведенных на 28 образцах кожи с новообразованиями, показано, что чувствительность предложенного метода близка к абсолютной, а специфичность метода превышает 90 %. Фазовый метод может быть использован для диагностики меланомы и базалиомы в массовом скрининге и мониторинге кожных патологий.
Ключевые слова: спектроскопия комбинационного рассеяния, новообразования кожи, онкология, гистология, фазовый метод

Raman spectroscopy diagnosis of skin tumor
Zakharov V.P., Larin K.V., Kozlov S.V., Moryatov A.A., Bratchenko I.A., Myakinin O.O., Artemev D.N., Khristoforova Yu.A.
Summary:
A method for type diagnosis of skin cancers was developed based on the localization changes in the spectral intensity of Raman bands in the 1300–1340 cm^-1 and 1640–1680 cm^-1 in relation to the intensity of the 1450 cm^-1 in the phase plane. It was shown, based on ex vivo experiments carried out on 28 samples of skin tumors, that the sensitivity of the proposed method is close to absolute value, and the specificity over 90 %. Phase method can be used for the diagnosis of melanoma and basal cell carcinoma in mass screening and monitoring of skin pathologies.
Keywords: Raman spectroscopy, skin tumors, oncology, histology, phase method

73-78

Резонансный электромагнитный ускоритель
Сухачев К.И., Сёмкин Н.Д., Пияков А.В.
Аннотация:
Представлены, теория, расчетные параметры и принцип действия резонансного электромагнитного ускорителя, позволяющего разгонять твердые ферромагнитные частицы и пучки частиц до скоростей 30 км/с. Существенное отличие описываемого ускорителя от существующих в том, что при движении частицы по ускоряющему тракту соленоиды подключаются поочередно, и в каждом новом колебательном контуре происходит резонансный перезаряд накопителя с возрастающей частотой свободных колебаний.
Ключевые слова: резонансный ускоритель, электромагнитный ускоритель, катушечный ускоритель, ферромагнитные материалы, моделирование ускорения частицы

The accelerator electromagnetic resonant
Sukhachev K.I., Semkin N.D., Piyakov A.V.
Summary:
Are presented, the theory, settlement parameters and a principle of action of the resonant electromagnetic accelerator, allowing to disperse firm ferromagnetic particles and bunches of particles till the speeds of 30 km/s. Essential difference of the described accelerator from existing that at shell movement on an accelerating path, solenoids are connected serially, and in each new oscillatory contour occurs a resonant recharge of the store to increasing frequency of free fluctuations.
Keywords: resonance accelerator, electromagnetic accelerator, coil accelerator, ferromagnetic materials, modeling of particle acceleration

79-85

Применение спектрального метода к расчету дисперсии волн регулярных волноводов с произвольным диэлектрическим заполнением
Титаренко А.А.
Аннотация:
С помощью метода спектрального разложения предложен общий алгоритм расчета направляющих характеристик волн, распространяющихся в регулярных волноводах с произвольным диэлектрическим заполнением. Метод основан на представлении полей волн направляющей структуры в виде разложений по базису функций, обладающих свойством полноты и удовлетворяющих граничным условиям на внешней поверхности закрытого волновода.
Ключевые слова: спектральный метод, метод Галеркина, произвольные волноводы

Calculation of dispersion characteristics of regular waveguide with arbitrary dielectric filling with spectral method
Titarenko A.A.
Summary:
By the means of spectral method the universal algorithm of calculation of dispersion characteristics of regular waveguide with arbitrary dielectric filling is presented. The method is based upon presenting of guiding structure’s fields as serial expansion of some basis functions, having completeness and satisfying boundary conditions of waveguide’s boundary.
Keywords: spectral method, Galerkin method, arbitrary waveguides

86-91