Название
журнала

Физика волновых процессов и радиотехнические системы

ISSN	1810-3189	Дата	2015
Том	18	Выпуск	4
Страницы	1-86	Всего статей	12

Название статьи

Страницы

Перепутывание атомов, последовательно пролетающих резонатор с тепловым полем
Башкиров Е.К., Мастюгина Т.С.
Аннотация:
В настоящей работе нами рассмотрена динамика перепутывания двух атомов, последовательно пролетающих резонатор одноатомного мазера с конечной температурой. Исследовано влияние начальной атомной когерентности и интенсивности теплового поля резонатора на степень перепутывания атомов. Показано, что для любых начальных состояний атомов их взаимодействие с тепловым полем резонатора приводит к перепутыванию в случае малых интенсивностей поля. При этом наведение начальной атомной когерентности ведет к уменьшению степени перепутывания атомов.
Ключевые слова: одноатомный мазер, перепутывание, тепловое поле, атомная когерентность, параметр Переса - Хородецких

Entanglement between atoms succesively passing the cavity with thermal field
Bashkirov E.K., Mastyugina T.S.
Summary:
In the present paper the entanglement dynamics of two atoms succesively passing the one-atom maser cavity with finite temperature has been considered. The influence of the initial atomic coherence and intensity of the thermal cavity field on the degree of the atomic entanglement has been investigated. It has been shown that the interaction between atoms and cavity low-intensity thermal field leads to entanglement for all initial atomic states and the initial atomic coherence leads to decreasing of the degree of the entanglement.
Keywords: one-atom maser, entanglement, thermal field, atomic coherence, Peres - Horodecki criterion

6-10

Методика расчета и проектирования волноводного диодного утроителя частоты 75-110 ГГц
Березин В.В., Щитов А.М.
Аннотация:
Предложена методика расчета и проектирования волноводного диодного утроителя частоты 75-110 ГГц на базе программ HFSS и Designer, сочетающая электродинамический расчет волноведущих структур с анализом нелинейных характеристик устройства. Приводится сравнение расчетных параметров утроителя частоты с экспериментальными данными.
Ключевые слова: утроитель, умножитель, проектирование СВЧ-устройств, электродинамический расчет волноведущих структур, нелинейный анализ утроителя

Waveguide diode frequency tripler 75-110 GHz calculation and design practice
Berezin V.V., Schitov A.M.
Summary:
Waveguide diode frequency tripler in the range of 75 to 110 GHz calculation and design method, based on using HFSS and Designer programs, combining electrodynamic waveguide structures and nonlinear characteristics analysis, was proposed. Comparison of frequency tripler rated and measured parameters is given.
Keywords: tripler, multiplier, microwave device engineering, electrodynamic waveguide structures analysis, nonlinear tripler analysis

11-17

Изучение электродинамических характеристик плоских симметричных антенн микроволнового диапазона с линейно расширяющимся раскрывом
Заярный В.П., Парпула С.А., Гирич В.С., Пономарев И.Н.
Аннотация:
Изучались характеристики плоских симметричных антенн осевого излучения длиной 150 мм с линейно расширяющимся раскрывом для углов раскрыва 30˚, 60˚ и 90˚. При этом теоретически рассчитаны, экспериментально измерены и проанализированы диаграммы направленности этих антенн: выявлено, что характеристики экспериментально измеренных диаграмм направленности хорошо согласуются с разработанными математическими моделями в диапазоне частот 5,9-12,5 ГГц. По полученным экспериментальным данным обнаружена зависимость коэффициента направленного действия исследовавшихся антенн от угла раскрыва.
Ключевые слова: щелевая антенна, диаграмма направленности, микроволновый диапазон, коэффициент направленного действия, половинная мощность

Study of electrodynamic characteristics of flat symmetric antenna of the microwave band with the linear extending aperture
Zayarnyi V.P., Parpula S.A., Girich V.S., Ponomarev I.N.
Summary:
Characteristics of flat symmetric antenna of axial radiation 150 mm long with linearly extending aperture for angels of the aperture 30˚, 60˚ and 90˚ were studied. Thus directional diagram of antennas have been theoretically calculated, experimentally measured and analyzed, is revealed that characteristics of experimentally measured directional diagram well will be agreed with the developed mathematical models in the range of the frequencies of 5,9-12,5 GHz. On the obtained experimental data dependence of coefficient of the directed operation of the studied antennas on an angel of a aperture is revealed.
Keywords: slot antenna, direction characteristic microwave band, the Directive gain, half power

18-23

Способы и эффективность управления дисперсией электромагнитных волн в волноведущей структуре «углеродная нанотрубка - графен» в терагерцовом и инфракрасном диапазонах
Макеева Г.С., Голованов О.А., Горелов Р.А.
Аннотация:
Проведено математическое моделирование распространения электромагнитных волн в волноведущих структурах «углеродная нанотрубка - графен» в терагерцовом, ближнем инфракрасном диапазонах; оно базируется на решении уравнений Максвелла с электродинамическими граничными условиями совместно с материальным уравнением среды (графена, углеродной нанотрубки). Методом автономных блоков с каналами Флоке проведен электродинамический расчет коэффициента замедления и затухания на длине волны основного типа в волноведущих структурах «углеродная нанотрубка - графен» для углеродных нанотрубок с различными радиусами ( r = 25-2 нм) и расстоянием «углеродная нанотрубка - графен» в зависимости от частоты при изменении значений химического потенциала (величины внешнего постоянного электрического поля) в терагерцовом и ближнем инфракрасном диапазонах.
Ключевые слова: графен, углеродные нанотрубки, распространение электромагнитных волн, дисперсия, химический потенциал, терагерц, инфракрасный диапазон

Methods and efficiency of control of dispersion of electromagnetic waves in the waveguiding structure based on carbon nanotube-graphene at terahertz and infrared frequency ranges
Makeyeva G.S., Golovanov O.A., Gorelov R.A.
Summary:
The mathematical modeling of propagation of electromagnetic waves in waveguiding structures based on carbon nanotube - graphene at terahertz and infrared frequency ranges by solving the Maxwell’s equations with electrodynamic boundary conditions, complemented by the constitutive laws for carbon nanotubes and the grapheme, was done. Using method of autonomous blocks with Floquet channels the electrodynamic calculation of coefficients of delay and extinction of the fundamental mode in waveguiding structures based on carbon nanotube - graphene carbon nanotube with various radius ( r = 25-2 nm) and the distance between carbon nanotube and graphene) depending on the frequency were obtained for different values of chemical potential (the external electric field intensity) at terahertz and near infrared frequency ranges.
Keywords: graphene, carbon nanotubes, electromagnetic waves propagation, dispersion chemical potential, terahertz, infrared frequency range

24-33

Математическая модель широкополосного тонкопроволочного электрического вибратора
Неганов В.А., Табаков Д.П., Морозов С.В.
Аннотация:
Рассмотрен один из вариантов построения математической модели тонкопроволочного широкополосного электрического вибратора на основе интегральных представлений электромагнитного поля. Решены внешняя и внутренняя электродинамические задачи. Определена зависимость входного сопротивления от электрической длины вибратора. Представлены результаты численного моделирования.
Ключевые слова: широкополосный вибратор, интегральное представление электромагнитного поля, тонкопроволочное приближение

Mathematical model broadband fine wire electric vibrator
Neganov V.A., Tabakov D.P., Morozov S.V.
Summary:
Considered one embodiment of constructing a mathematical model of the electric vibrator fine wire broadband based on the integral representations of the electromagnetic field. Have been resolved external and internal electromagnetic task. The dependence of the input impedance of the electrical length vibrator. The results of numerical simulation.
Keywords: broadband vibrator, integral representation of electromagnetic field, fine wire approximation

34-40

Восстановление диаграммы направленности антенны, измеренной в неидеальных условиях
Чони Ю.И., Данилов И.Ю.
Аннотация:
Анализируется процедура измерения диаграммы направленности испытуемой антенны, включающая обследование облучающего поля с помощью зонда, перемещаемого вокруг рабочей зоны. Это поле представляется в виде сходящегося пучка плоских волн, пространственный спектр которого используется на этапе восстановления диаграммы направленности. На примере двухмерной скалярной задачи (измерение в плоскости и в условиях, когда поляризации антенны и облучающего поля одинаковы) внутри и вне рабочей зоны демонстрируются рельефы полей, образованных пучками плоских волн при аппроксимации сферической волны от относительно близкого источника. Сопоставляется методическая погрешность восстановления диаграммы направленности при использовании изотропного зонда и зонда с кардиоидной диаграммы направленности. Худшая обусловленность соответствующей системы алгебраических уравнений в первом варианте приводит к яркому росту осцилляций в аппроксимированном облучающем поле и к менее точному восстановлению диаграммы направленности.
Ключевые слова: диаграмма направленности антенны, измерение, плоская электромагнитная волна, сходящийся пучок плоских волн, пространственный спектр, зонд, реконструкция, точность

Retrieval of antenna pattern through data measured in non-ideal environment
Choni Yu.I., Danilov I.Yu.
Summary:
A measurement procedure, which includes investigation of the illuminating field with a probe being moved around the work area, is analyzed. This field is represented by a convergent cluster of plane waves, the spatial spectrum of which is used at the stage of pattern reconstruction. On examples of two-dimensional scalar tasks (measuring in the plane and under condition that polarization antenna and illuminating field are the same), very interesting reliefs of fields formed by plane waves cluster, which approximates a spherical wave from a relatively close source, are shown inside and outside the working area. Methodical accuracy of the pattern retrieval with using an isotropic probe and a probe with a cardioid pattern is compared. In the first embodiment, strengthening of the ill-posed problem of an appropriate algebraic equations system leads to a growth of oscillations of approximating field and less accurate retrieval of the antenna pattern.
Keywords: antenna pattern, measurements, plane electromagnetic wave, cluster of plane waves, spatial spectrum, probe, retrieval procedure, accuracy

41-44

Модель идеального фазового детектора
Лернер И.М., Хайруллин М.И., Ильин Г.И.
Аннотация:
В работе представлен новый подход моделирования переходных процессов в сложных линейных избирательных системах, имеющих несимметричные АЧХ и ФЧХ, обеспечивающий «идеальное» детектирование. Представленный подход не вносит дополнительных искажений при определении фазы радиосигнала, поскольку отсутствуют нелинейные преобразования при определении фазы радиосигнала. При этом сам подход обеспечивает решении проблемы «амплитуда, фаза, частота».
Ключевые слова: фазовый детектор, ФМн-n-сигналы, моделирование

The model of ideal phase demodulator
Lerner I.M., Khayrullin M.I., Il’in G.I.
Summary:
This paper presents a new approach for modeling transient process in complex linear passband systems with asymmetric amplitude frequency and phase characteristic that provides an «ideal» detection. The presented approach does not introduce additional distortions in the determination of phase radio, since there are no non-linear transformations in determining the phase of the radio signal. At the same time the approach provides a solution to the «amplitude, phase, frequency».
Keywords: a phase detector, PSK-n-signals, simulation

45-50

Самосинхронизация томсоновских автоколебательных систем в дискретном времени
Зайцев В.В., Зайцев О.В., Стулов И.В.
Аннотация:
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.
Ключевые слова: нелинейная динамика, автоколебательная система, синхронизация, захват частоты, дискретное время

Self-synchronization of Thomson self-oscillatory systems in discrete time
Zaitsev V.V., Zaitsev O.V., Stulov I.V.
Summary:
The effect arising in discrete time at interaction of self-oscillations with higher harmonics of the main frequency is described. It is shown that it is similar to effect of capture of the frequency (synchronization) of self-oscillations by an external harmonic signal. As the discrete oscillator formally is autonomous system, the effect is classified as self-capture of frequency or self-synchronization. Self-capture is analysed by method of slow-changing amplitudes. It is specified that via the mechanism of self-synchronization the binding of frequency of discrete self-oscillations to sampling frequency is carried out.
Keywords: nonlinear dynamics, self-oscillatory system, synchronization, capture of frequency, discrete time

51-54

Расчет контактной разности потенциалов плавного --перехода
Арефьев А.С.
Аннотация:
Получены формулы для приближенного решения обыкновенного дифференциального уравнения с помощью интерполяционного метода произвольного порядка. Проведен расчет распределений напряженности внутреннего электрического поля, а также концентраций электронов проводимости и дырок в плавном n - n -переходе. Определена контактная разность потенциалов данной структуры.
Ключевые слова: интерполяционный метод решения обыкновенных дифференциальных уравнений, внутреннее электрическое поле в неоднородном полупроводнике, контактная разность потенциалов электрического перехода

Computation of a contact potentials difference of a smooth --transition
Aref’ev A.S.
Summary:
Formulae for an approximate solution of an ordinary differential equation by means of an interpolational method of arbitrary order are obtained. A computation of an interior electric field strength and conductivity electrons and holes concentrations distributions in a smooth n-n-transition is carried out. A contact potentials difference of this structure is evaluated.
Keywords: interpolational method of an ordinary differential equation solution, interior electric field in a non-homogeneous semiconductor, contact potentials difference of an electric transition

55-60

ПТИМИЗАЦИЯ МАРШРУТОВ ПОЛЕТА БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ МЕСТООПРЕДЕЛЕНИИ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ ПО ОЦЕНКАМ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ С ИХ БОРТОВ
Разиньков С.Н., Богословский А.В.
Аннотация:
Исследованы возможности оптимизации маршрутов полета беспилотных летательных аппаратов для повышения точности определения местоположения наземных источников радиоизлучения по оценкам угловых координат с их бортов. Найдены правила выбора точек пеленгования сигналов на траектории движения одиночного беспилотного летательного аппарата и курсовых углов двух синхронно барражирующих носителей приемников-пеленгаторов из состава триангуляционной системы, при которых достигается минимум дисперсии местоопределения объектов.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, приемник-пеленгатор, среднеквадратическая ошибка пеленгования, дисперсия оценки местоположения объекта

Optimization of routes of flight of the pilotless flying devices when determining a place of a source of a radio emission by estimates of angular coordinates from their boards
Razin’kov S.N., Bogoslovsky A.V.
Summary:
Possibilities of optimization of routes of flight of pilotless aircrafts for the increase of exactness of position-fix of surface sources of радиоизлучения on the estimations of angular coordinates from their sides are investigated. The rules of choice of points of direction-finding of signals are found on the trajectory of motion of single pilotless aircraft and course corners of two synchronously flying carriers of direction receivers-fingers from composition of the angle system, at that a minimum of dispersion of measurement of the coordinates of objects is arrived at.
Keywords: pilotless aircraft, direction receiver-finger, dispersion of direction-finding, dispersion of estimation of location

61-66

Измерение параметров магнитного поля и анализ возмущений на борту малых космических аппаратов «Аист»
Сёмкин Н.Д., Сазонов В.В., Воронов К.Е., Пияков А.В., Дорофеев А.С., Ильин А.Б., Пузин Ю.Я., Видманов А.С.
Аннотация:
Представлено описание экспериментов, проводимых с помощью аппаратуры «МАГКОМ», установленной на борту малых космических аппаратов типа «Аист», которая предназначена для измерения магнитного поля Земли посредством двух трехкомпонентных магнитометров, а также для компенсации возникающих в полете угловых возмущений посредством использования трех ортогонально расположенных электромагнитов. Данные измерений геомагнитного поля передаются в составе программно-телеметрической информации на Землю, где обрабатываются в целях реконструкции параметров вращательного движения космического аппарата, определения условий освещенности Солнцем датчиков другой научной аппаратуры и расчета величины бортовых остаточных возмущений.
Ключевые слова: малый космический аппарат, магнитометр, измерение магнитного поля

Magnetic field measurments at small spacecraft «Aist»
Semkin N.D., Sazonov V.V., Voronov K.E., Piyakov A.V., Dorofeev A.S., Ilyin A.B., Puzin Y.Y., Vidmanov A.S.
Summary:
The description of the experiments conducted using the equipment «MAGCOM» installed on board the spacecraft small type «Aist», which is designed to measure the Earth’s magnetic field by means of two ternary magnetometers, as well as for compensation arising in flight angular perturbations using three orthogonally arranged solenoids. The measurements of the geomagnetic field are transmitted as part of software and telemetry data to Earth, where they are processed for the purpose of reconstruction of the parameters of the rotational motion of the spacecraft, certain lighting conditions Sun sensors and other scientific instruments on board the calculation of the value of the residual disturbances.
Keywords: small spacecraft, magnetometer, magnetic field measurement

67-73

Закон Малюса в квантовой электродинамике
Волобуев А.Н.
Аннотация:
Показано, что закон Малюса, основанный на принципах классической электродинамики, не полностью учитывает все эффекты, которые могут происходить при прохождении линейно поляризованного света через анализатор. На основе квантовых представлений о природе света найдена форма закона Малюса, учитывающая передачу части импульса фотона частице, на которой происходит переизлучение света вперед. Вычисления проведены в рамках теории возмущений с использованием диаграммной техники Фейнмана.
Ключевые слова: закон Малюса, анализатор, плоскость поляризации, изменение частоты света, сечение взаимодействия

The Malus law in the quantum electrodynamics
Volobuev A.N.
Summary:
It is shown that the Malus law based on the principles of classical electrodynamics not completely takes into account all effects which can occur at passage of a linearly polarized light through the analyzer. On the basis of the quantum representations about the nature of light the form of Malus law which is taking into account transfer of a part of a photon impulse to particle on which occurs reradiation of light forward is found. Calculations are carried out within the framework of the perturbations theory with use of the Feynman diagram technics.
Keywords: Malus law, analyzer, plane of polarization, change of light frequency, cross-section of interaction

74-81