Том 18, № 4 (2015)

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.

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.

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.

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.

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.

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.