Название
журнала

Физика волновых процессов и радиотехнические системы

ISSN	1810-3189	Дата	2017
Том	20	Выпуск	3
Страницы	1-114	Всего статей	15

Название статьи

Страницы

Математические модели широкополосных вибраторных антенн
Табаков Д.П., Морозов С.В., Неганов В.А.
Аннотация: Рассмотрены вопросы, касающиеся использования интегральных представлений электромагнитного поля для построения самодостаточных математических моделей широкополосных вибраторных антенн. Представлены результаты численного решения внутренней и внешней задачи для некоторых моделей широкополосных вибраторов, а также результаты расчета их входного сопротивления в полосе частот.

Mathematical models of broadband vibrator antennas
Tabakov D.P., Morozov S.V., Neganov V.A.
Summary: Questions concerning the use of integral representations of the electromagnetic field for constructing self-sufficient mathematical models of broadband vibrator antennas are considered. The results of the numerical solution of the internal and external problem for some models of broadband vibrators are presented, as well as the results of calculating their input resistance in the frequency band.

Ключевые слова / Keywords: интегральные представления электромагнитного поля, метод векторного потенциала, тонкопроволочное приближение, интегральное уравнение Поклингтона, метод физической регуляризации, фрактальные антенны, поверхности с симметрией вращения, поворотная симметрия, integral representations of the electromagnetic field, vector potential method, fine-wire approximation, Pocklington integral equation, physical regularization method, fractal antennas, surfaces with symmetry of rotation, rotational symmetry

6-14

Перспективы использования метаматериалов в антеннах нового поколения
Бузов А.Л., Клюев Д.С., Нещерет А.М., Неганов В.А.
Аннотация: В статье приведен обзор существующих исследований по возможностям применения метаматериалов в антенной технике, а также ряд новых исследований авторов. Обоснована перспективность применения метаматериалов в конструкции антенных систем для совершенствования их электрических и массо-габаритных характеристик.

Prospects of using metamaterials in the new generation antennas
Buzov A.L., Klyuev D.S., Neshcheret A.M., Neganov V.A.
Summary: The article gives an overview of existing studies on the possibilities of using metamaterials in antenna technology, as well as a number of new studies by the authors. The prospects of using metamaterials in the design of antenna systems for improving their electrical and mass-dimensional characteristics are substantiated.

Ключевые слова / Keywords: метаматериал, киральная среда, антенна, улучшение антенных характеристик, metamaterial, chiral media, antennas, improvement of antenna characteristics

15-20

Двухполяризационный излучатель с высокой развязкой для фазированных антенных решеток
Пономарев Л.И., Неклюдов Е.В., Васин А.А., Терехин О.В.
Аннотация: Рассматривается малогабаритный двухполяризационный волноводный излучатель с высокой развязкой между входами, предназначенный для использования в фазированных антенных решетках с широким сектором сканирования. Подобный излучатель может также использоваться для построения активной решетки для спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой. Проведена оптимизация геометрических параметров излучателя и четырехэлементного модуля, а также их основных антенных характеристик. Приводятся результаты оптимизации по основным характеристикам излучателя и модуля (КСВ, развязке, КПД, форме ДН) в 6 %-й полосе частот в Х-диапазоне.

Dual-polarized radiator with high isolation for phased antenna arrays
Ponomarev L.I., Neklyudov E.V., Vasin A.A., Terekhin O.V.
Summary: We propose the small-size dual-polarized radiator with high isolation. It is intended for use in a phased array with a wide scanning sector. Such radiator can also be used to construct an active phased array for satellite radars with synthesized aperture. The geometrical parameters of the radiator and the four-element module, as well as their general antenna characteristics have been optimized. The optimization results for the main characteristics of the radiator and the four-element module (VSWR, coefficient of isolation, directivity, radiation pattern shape) have been shown in the 6% frequency band, operating in the X-range.

Ключевые слова / Keywords: двухполяризационный излучатель, фазированная антенная решетка, широкий сектор сканирования, активная решетка, спутниковый радиолокатор, dual-polarized radiator, phased antenna arrays, wide scanning sector, active phased array, satellite radars

21-27

Экспериментальная оценка эффективности местоопределения и идентификации источников радиоизлучения диапазона коротких волн
Разиньков С.Н., Решетняк Е.А.
Аннотация: Проведены экспериментальные исследования эффективности местоопределения и идентификации источников радиоизлучения с фиксированными значениями и псевдослучайной перестройкой рабочих частот в угломерных и угломерно-дальномерных системах диапазона коротких волн. Выявлены закономерности изменения среднеквадратических ошибок оценок координат объектов в различное время года и суток, а также повышения вероятности их правильной идентификации при фиксированной вероятности ложной тревоги за счет уменьшения секторов углов обзора и диапазона рабочих частот пеленгаторов.

The experimental assessment of quality of measurement of coordinates and identifications of sources of radio-frequency radiation of high frequencies range
Razin´kov S.N., Reshetnyak Ye.A.
Summary: The pilot studies of quality of measurement of coordinates and identifications of sources of radio-frequency radiation with the fixed values and pseudorandom reorganization of operating frequencies in the goniometric and goniometric and range-metering systems of high frequencies range are conducted. Regularities of change of mean squared errors of estimates of coordinates of objects in different season and days and also increase in probability of their correct identification are revealed in case of the fixed probability of false alarm due to reduction of sectors of viewing angles and the range of operating frequencies of direction finders.

Ключевые слова / Keywords: угломерный и угломерно-дальномерный методы оценки координат источника радиоизлучения, вероятность правильной идентификации объектов, goniometric and range-metering valuation methods of coordinates of a source of radio-frequency ra..., probability of the correct identification of objects

28-35

Задача дифракции электромагнитной волны на системе произвольно расположенных тел и экранов
Смирнов Ю.Г.
Аннотация: Рассматривается задача дифракции электромагнитной волны на системе произвольно расположенных тел и экранов. Доказываются теоремы о существовании и единственности решения исследуемой задачи в пространствах Соболева. Также доказывается разрешимость системы интегро-дифференциальных уравнений, отвечающей исследуемой задаче дифракции.

Diffraction problem of electromagnetic wave propagation on system of arbitrary located screens and bodies
Smirnov Yu.G.
Summary: Diffraction problem of electromagnetic wave propagation on system of arbitrary located screens and bodies is considered. Uniqueness and solvability theorems are proved. The problem is reduced to the integro-differential equations in Sobolev spaces. Solvability of system of integro-differential equations is proved also.

Ключевые слова / Keywords: диэлектрические тела, идеально проводящие экраны, задача дифракции, уравнения Максвелла, система интегро-дифференциальных уравнений, эллиптический оператор, dielectric bodies, perfectly conducting screens, diffraction problem, Maxwell equations, system of integro-differential equations, elliptic operator

36-42

СВЧ фотонные кристаллы с электрически управляемыми характеристиками
Усанов Д.А., Никитов С.А., Скрипаль А.В., Мерданов М.К., Евтеев С.Г., Фролов А.П.
Аннотация: Представлены результаты исследований волноводных и микрополосковых фотонных кристаллов с электрически управляемыми характеристиками. Предложены конструкции фотонных кристаллов с электрически управляемыми характеристиками на основе микрополосковых линий и волноводов с диэлектрическим заполнением, с резонансными диафрагмами и рамочными элементами, которые могут быть использованы как при создании СВЧ-выключателей и переключателей, модуляторов СВЧ-сигнала, так и высокочувствительных систем для измерения параметров материалов на сверхвысоких частотах.

Microwave photonic crystals with electrically controlled characteristics
Usanov D.A., Nikitov S.A., Skripal A.V., Merdanov M.K., Evteev S.G., Frolov A.P.
Summary: The results of investigations of waveguide and microstrip photonic crystals with electrically controlled characteristics have been presented. The designs of photonic crystals with electrically controlled characteristics based on microstrip lines and waveguides with dielectric filling, with resonant diaphragms and frame elements, which can be used both for the creation of microwave switches, selectors, signal modulators, and high-sensitivity systems for measuring materials parameters at microwaves have been proposed.

Ключевые слова / Keywords: СВЧ фотонные кристаллы, резонансные диафрагмы, n-i-p-i-n-диодная матрица, рамочные элементы, электрически управляемые характеристики, microwave photonic crystals, resonant diaphragms, n-i-p-i-n-diode matrix, frame elements, electrically controlled characteristics

43-51

Особенности распространения волновых образований на основе гауссовских пучков
Бобрешов А.М., Лещинский А.А., Усков Г.К.
Аннотация: В работе рассматривается точное решение параболического волнового уравнения, построенное на основе суперпозиции гауссовских волновых пучков и описывающее локализованное в пространстве и во времени волновое поле. Исследуются некоторые характеристики волнового процесса и особенности его распространения. Отмечена возможность использования сфокусированных волновых пучков и управления их параметрами для получения требуемого распределения волнового поля в пространстве.

Propagation properties of waveform based on gaussian beams superposition
Bobreshov A.M., Leschinskiy A.A., Uskov G.K.
Summary: The exact solution of parabolic wave equation based on localized in space-time superposition of Gaussian wave beams is discovered in the paper. Some special properties of waveform and its propagation are investigated. A possibility of practical application of focused wave beams and controlling their parameters for obtaining required waveform was considered.

Ключевые слова / Keywords: гауссовские пучки, параболическое волновое уравнение, широкополосный импульс, gaussian beams, parabolic wave equation, wideband pulse

52-59

Влияние пространственной дисперсии на оптические свойства полупроводников и наноматериалов
Александров Ю.М., Яцышен В.В.
Аннотация: Проведен сравнительный анализ поведения оптических параметров нормальных волн возникающих в среде с пространственной дисперсией для полупроводникового материала - кристалла CdS и наноматериала - силицена. Отмечается необходимость учета пространственной дисперсии при анализе спектров отражения вблизи экситонного резонанса.

The effect of spatial dispersion on the optical properties of semiconductors and nanomaterials
Alexandrov Yu.M., Yatsyshen V.V.
Summary: The report compares the behavior of the optical parameters of normal waves arising in a medium with spatial dispersion for a semiconductor material - the CdS crystal and the nanomaterial - silicene. It is noted that spatial dispersion should be taken into account when analyzing the reflection spectra near exciton resonance.

Ключевые слова / Keywords: пространственная дисперсия, оптические свойства, полупроводник, наноматериалы, нормальные волны, экситонный резонанс, spatial dispersion, optical properties, semiconductor, nanomaterial, normal waves, exciton resonance

60-63

Применение методов многоуровневого моделирования в проектировании радиочастотных устройств радиотехнических систем
Козлов В.А., Ивойлова М.М.
Аннотация: В настоящей работе предложен обобщенный алгоритм иерархического многоуровневого моделирования радиочастотных устройств радиотехнических систем, позволяющий методами моделирования проводить оптимизации принципа построения радиочастотных устройств и входящих в него СВЧ-компонентов, электрических параметров радиочастотных устройств, технологических процессов изготовления СВЧ-узлов и их элементов.

Application of multilevel modeling methods in the design of radio-frequency devices of radio-engineering systems
Kozlov V.A., Ivoylova M.M.
Summary: In this paper, we propose a generalized algorithm for hierarchical multi-level modeling of radio-frequency devices of radio-engineering systems, which allows modeling methods to optimize the principle of radio-frequency devices constructing and its microwave components, electrical parameters of radio-frequency devices, technological processes of manufacturing microwave nodes and their elements.

Ключевые слова / Keywords: радиотехнические системы, приемные и передающие устройства, многоуровневое моделирование, системный подход, radio-engineering systems, receiving and transmitting devices, multilevel modeling, system approach

64-70

Краевая задача о нахождении функции источника, создающего заданное поле излучения
Малышев Г.С., Раевский А.С., Раевский С.Б., Седаков А.Ю.
Аннотация: Формулируется самосогласованная задача об излучении, приводящая к системе однородных интегральных уравнений Фредгольма 2-го рода относительно полей на апертуре излучателя. Показывается, что эта система уравнений позволяет определять функцию источника, создающего заданное поле излучения. Рассматривается задача о расчете поля излучения с конца круглого открытого диэлектрического волновода. Показывается, что для алгебраизации интегральных уравнений в задачах данного типа успешно может использоваться метод коллокаций.

Boundary value problem of finding the function of a source, creating a predetermined radiation field
Malyshev G.S., Raevskii A.S., Raevskii S.B., Sedakov A.Yu.
Summary: Is formulated self-consistently the problem of radiation, which leads to a system of homogeneous Fredholm integral equations of 2nd kind with respect to the fields over the aperture of the emitter. It is shown that this system of equations allows to determine the function of the source, creating a desired field of radiation. The problem of calculating the radiation field from the end of a round open dielectric waveguide. It is shown that for algebraically integral equations in problems of this type can be used successfully the collocation method are.

Ключевые слова / Keywords: апертура, интегральные уравнения, метод коллокаций, принцип двойственности, самосогласованная задача, собственные волны открытого диэлектрического волновода, собственные функции, aperture, integral equations, collocation method, duality principle, the self-consistent problem, own wave of open dielectric waveguide, private functions

71-77

Комплексный резонанс как явление, описываемое самосогласованной присоединенной краевой задачей
Раевский А.С., Раевский С.Б., Седаков А.Ю.
Аннотация: Устанавливается соответствие между свойствами комплексного резонанса и особенностями несамосопряженных самосогласованных присоединенных краевых задач. Явление, классифицируемое как «комплексный резонанс», имеет место в электродинамических структурах, описываемых несамосопряженными краевыми задачами. Показывается, что при парном возбуждении комплексных волн, имеющих комплексную сопряженность по волновым числам и амплитудам, образуется колебание, «присоединенное» к источнику, которое описывается присоединенным уравнением Гельмгольца, то есть уравнением, в правой части которого стоит решение однородной краевой задачи. Особенность комплексного резонанса заключается в том, что он существует во всем диапазоне комплексных волн при обязательном присутствии источника.

Complex resonance as a phenomenon described by a self-consistent adjoint boundary value problem
Raevsky A.S., Raevsky S.B., Sedakov A.Yu.
Summary: A correspondence is established between the properties of a complex resonance and the singularities of non-self-adjoint self-consistent adjoint boundary-value problems. A phenomenon classified as a «complex resonance» takes place in electrodynamic structures described by non-self-adjoint boundary-value problems. It is shown that in the case of pair excitation of complex waves having complex conjugation in wave numbers and amplitudes, a vibration «attached» to the source is formed, which is described by the adjoint Helmholtz equation, that is, the equation on the right side of which is the solution of the homogeneous boundary value problem. A feature of complex resonance is that it exists in the entire range of complex waves with the obligatory presence of a source.

Ключевые слова / Keywords: краевая задача, уравнение Гельмгольца, комплексные волны, комплексный резонанс, несамосопряженная краевая задача, присоединенная волна, присоединенное колебание, самосогласованная задача, boundary value problem, Helmholtz equation, complex waves, complex resonance, nonselfadjoint boundary value problem, adjoint wave, coupled oscillation, self-consistent problem

78-81

Математические модели и экспериментальные исследования антенн бортовой аппаратуры системы видеоконтроля КА и РБ
Клюев Д.С., Филиппов С.Б., Мальцев А.С., Неганов В.А.
Аннотация: Статья посвящена построению математических моделей и экспериментальной отработки электрических характеристик антенн бортовой аппаратуры видеоконтроля космических аппаратов и разгонных блоков. Построение математических моделей осуществляется в HFSS на основе интегральных представлений электромагнитного поля. Рассмотрен вопрос оптимизации между размерами антенны и необходимой диаграммой направленности в дециметровом L-диапазоне волн. Приведены результаты численного моделирования и экспериментальные данные для двух образцов антенн.

Mathematical models and pilot studies of antennas of the onboard equipment of system of video control of spacecrafts and accelerating blocks
Klyuev D.S., Philippov S.B., Maltcev A.S., Neganov V.A.
Summary: Article is devoted to creation of mathematical models and experimental working off of electric characteristics of antennas of the onboard equipment of video control of spacecrafts and accelerating blocks. Creation of mathematical models is carried out in HFSS on the basis of integral representations of the electromagnetic field. The question of optimization between the sizes of the antenna and the necessary direction characteristic with the decimeter L-wave range is considered. Results of numerical modeling and experimental datas for two samples of antennas are given.

Ключевые слова / Keywords: радиолиния, антенно-фидерное устройство, математическая модель, коническая логоспиральная антенна, интегральное представление электромагнитного поля, электродинамические характеристики, диаграмма направленности, radio line, antenna-feeder device, mathematical model, conic logospiralny antenna, integral representation of the electromagnetic field, electroresponse characteristics, direction characteristic

82-86

Устойчивость и электромагнитная совместимость устройств и систем электропитания
Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В., Капралов Г.Н., Петроченко А.Ю.
Аннотация: Рассмотрены основные вопросы, возникающие при проектировании и разработке устройств и систем электропитания - электромагнитная совместимость отдельных узлов в системе электропитания, их устойчивость, а также устойчивость всей системы электропитания.

The stability and electromagnetic compatibility of power supply modules and systems
Dmitrikov V.F., Shushpanov D.V., Kapralov G.N., Petrochenko A.Y.
Summary: The main questions for designing the power supply modules and systems are considered. They are the electromagnetic compatibility of power supply modules, the stability of power supply modules and the stability of whole power supply system.

Ключевые слова / Keywords: импульсный преобразователь напряжения, распределенная система электропитания, устойчивость, фильтр, отрицательная обратная связь, pulse voltage converter, distributed power system, stability, filter, negative feedback

87-94

Устройство коррекции циркадианных ритмов человека
Антипов О.И., Булатов И.И., Захаров А.В., Пятин В.Ф., Неганов В.А.
Аннотация: В статье описана связь секреции мелатонина и циркадианных ритмов человека. Рассмотрено влияние синего света на выработку этого гормона. Особое внимание выделено полосе 440-460 нм, спектр излучения которой полностью приходится на спектр действия фотохимического повреждения сетчатки глаза. Приведено описание получения искусственного белого света у современных белых светодиодов. Описано современное применение светотерапии для различных целей. Авторами статьи разработано и создано устройство коррекции циркадианных ритмов человека, которое способно изменять уровень и спектральный состав света, тем самым искусственно регулировать биоритм человека в помещениях с недостаточным естественным освещением.

The device of correction of circadian rhythms of the person
Antipov O.I., Bulatov I.I., Zakharov A.V., Pyatin V.F., Neganov V.A.
Summary: The article describes the connection between the secretion of melatonin and human circadian rhythms. The influence of blue light on the production of this hormone is considered. Particular attention is paid to the 440-460 nm band, whose emission spectrum is completely due to the spectrum of the action of photochemical damage to the retina of the eye. A description is given of the production of artificial white light in modern white LEDs. A modern application of light therapy for various purposes is described. The authors of the article developed and created a device for correcting circadian rhythms of a person that can change the level and spectral composition of light, thereby artificially adjusting the human biorhythm in rooms with insufficient natural light.

Ключевые слова / Keywords: сетчатка, мелатонин, ганглионарные клетки, циркадианные ритмы, светотерапия, retina, melatonin, ganglion cells, circadian rhythms, light therapy

95-99

Вычисление цветовых различий между двумя цветами
Ложкин Л.Д., Вороной А.А., Солдатов А.А., Неганов В.А.
Аннотация: В данной работе рассматриваются проблемы вычисления цветовых различий между двумя заданными цветами в существующих колориметрических системах МКО, а также точности цветовых различий полученных с помощью специальных формул: JРС -79; СМС на основе JРС -79, разработанной Комитетом по колориметрии Королевского общества красильщиков и колористов; а также формулой, рекомендованной в 1994 г. МКО. В свое время, одним из авторов (проф. Ложкиным Л.Д.) была предложена строго равноконтрастная цветовая система, защищенная патентом на изобретение, но в этой системе был применен достаточно сложный математический аппарат, основанный на тензорном исчислении. В данной работе используется простая методика вычисления цветовых различий, и достаточно несложный математический аппарат. Приведены результаты вычисления цветовых различий между двумя заданными цветами. Для этого была специально создана компьютерная программа, позволяющая проводить вычисления цветовых различий.

Calculation of color differences between two colors
Lozhkin L.D., Voronoy A.A., Soldatov A.A., Neganov V.A.
Summary: In this paper, we consider the problem of computing color differences between two specified colors in the existing color systems by international Commission on illumination, or as to the accuracy of the color differences obtained by using specific formulas: JPC-79; CMC-based JPC-79 developed by the Committee on colorimetry of the Royal society of dyers and colourists; and the formula recommended in 1994 by international Commission on illumination. At the time, one of the authors (Prof. Lozhkin L.D.) was offered strictly equicontrasting color system, protected by a patent for an invention, but this system was applied to rather complicated mathematical apparatus, based on tensor calculus. This work uses a simple method of calculating color differences, and a fairly simple mathematical apparatus. The results of calculating color differences between two specified colors. This was specially created computer program that allows you to calculate color differences.

Ключевые слова / Keywords: цветовые системы, эллипсы Мак Адама, цветовая шкала, геометрия Римана, строго равноконтрастное цветовое пространство, color systems, Mac Adama ellipses, color scale, Riemann geometry, strictly equal color space

100-109