Том 23, № 1 (2020)

В работе рассмотрены математические модели метаматериалов на основе совокупности многозаходных проводящих элементов, таких как микроспирали и гаммадионы. Получены аналитические выражения для резонансных частот элементов, а также с использованием модели Максвелла Гарнетта определены соотношения для материальных параметров с учетом дисперсии метаматериалов. Выявлены постоянные распространения волн с круговыми поляризациями в указанных метаматериалах. В качестве примера использования построенных математических моделей рассмотрено решение задачи об отражении плоской линейно поляризованной электромагнитной волны от планарного слоя из метаматериала, который представляет собой матрицу из тонкопроволочных идеально проводящих элементов в виде N взаимно ортогональных спиралей. Задача решалась методом частичных областей, и ее решение было сведено к системе линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных коэффициентов отражения и прохождения основной и кросс-поляризованной компонент поля. В результате проведения математического моделирования были выявлены частотно и поляризационно селективные свойства исследуемого метаматериала.

Показано, что задача синтеза трехзвенного ступенчатого СВЧ-фильтра Баттерворта имеет два симметричных решения с одинаковыми волновыми сопротивлениями крайних звеньев. Первому решению соответствует конфигурация фильтра с низкоомным центральным звеном. Второму решению соответствует конфигурация с высокоомным центральным звеном. Получены выражения для волновых сопротивлений звеньев фильтра. Приведены результаты расчета волновых сопротивлений.

Рассмотрена задача измерения эффективной поверхности рассеяния системами с синтезированной апертурой антенн. Методами статистической теории обнаружения и пространственно-временной обработки сигналов установлены закономерности формирования сигнальной составляющей оптимального фильтра, характеризующей величину ЭПР измеряемого объекта. Результаты проведенного математического моделирования согласуются с полученными закономерностями.

Бистабильные МДП-структуры перспективны для использования их в устройствах постоянной памяти и являются удобным объектом для изучения деградационных явлений при воздействии различных внешних факторов. В настоящей работе изучалась деградация вольт-амперных и вольт-емкостных характеристик бистабильных германиевых и кремниевых МДП-структур с фторидом самария и церия при воздействии высоких электрических полей и повышенных температур. Установлено, что эмпирическая зависимость плотности тока от напряжения в высокоомном состоянии описывается степенной зависимостью с показателем степени 0,9–1,5. Этот показатель увеличивается как с ростом числа циклов электроформовки, так и с ростом температуры. На германиевых подложках n-типа при комнатной температуре наблюдался положительный заряд для всех исследованных структур. На кремниевых подложках n- и p-типа заряд может быть как положительный, так и отрицательный. Отдельное воздействие температуры приводит к увеличению положительного заряда с ростом числа циклов, как для германиевых, так и для кремниевых структур. Отдельное воздействие высокого электрического поля на МДП-структуры с подложкой n-типа приводит также к увеличению положительного заряда. Однако комплексное воздействие высокого электрического поля и температуры показывает тенденцию роста отрицательного заряда в исследованных МДП-структурах.

Разработан алгоритм построения нового класса решений пространственно одномерных задач теории сушки электромагнитным излучением. Его основой является процедура расщепления процесса по физическим факторам. В рамках предложенного алгоритма на следующих друг за другом и разделенных небольшими промежутками времени слоях разностной сетки последовательно решаются методом Фурье с привлечением аппарата функций Грина начально-краевые задачи для уравнений распространения тепла и влаги. Зависимости полей температуры и влагосодержания от времени в таких решениях определяются собственными числами задачи Штурма – Лиувилля, а распределения этих полей в пространстве – собственными функциями этой задачи. Проведено сравнение нового расчетного алгоритма с известными сеточными методами, указаны новые возможности для анализа, которые открываются в теории сушки благодаря этому алгоритму.

Статья посвящена вопросу измерения характеристики углового разрешения и частотно-контрастной характеристики панорамных видеокамер, которые определяют информативность всей телевизионной системы. Рассматривается методика оценки потенциальных возможностей панорамных ТВ-камер в плане обнаружения и распознавания объектов. Найденные характеристики позволяют рассчитать допустимую дистанцию до объектов интереса, если известны линейные размеры этих объектов.

Выполнен анализ типов коммутаторов приходящих сигналов. Сделан выбор конструктивной реализации коммутатора. Предложена методика его проектирования и моделирования. Для реализации методики было использовано программное обеспечение NI AWR Design Environment. Построена модель СВЧ-фильтра на основе микрополосковых элементов. Проведено сравнение коэффициентов рассеяния и стоячей волны по напряжению полученной модели и топологии фильтра. Установлено, что коммутатор обеспечивает работоспособность как с непрерывными, так и с импульсивными радиосигналами с любыми видами модуляции. Он имеет коэффициент передачи радиосигналов в рабочем диапазоне частот в открытом состоянии входов без ослабления аттенюатором от 0 до +10 дБ при максимальном ослаблении от –28 до –4 дБ, а в закрытом состоянии входов при максимальном ослаблении аттенюатора – от –80 до –100 дБ. Уровень развязки между входами составляет не менее –50…–55 дБ. Коэффициент передачи радиосигналов со входов на выход регулируется с шагом 0,5 дБ, глубиной не менее минус 15 дБ, с переходом перестройки не более 100 нс. КПС обеспечивает линейный режим функционирования с уровнем шумов и паразитных составляющих на выходах не более –90 дБ/Вт и отношение сигнал/шум не менее 10 дБ в линейном режиме функционирования. Неравномерность коэффициентов передач радиосигналов на каждом из выходов в рабочем диапазоне частот при открытом состоянии входов без ослабления аттенюаторами и линейном режиме функционирования составляет не более ±1,0 дБ. Коэффициент интермодуляционных искажений второго и третьего порядков при подаче на входы двух наносекунд радиосигналов не превышает –60 дБс.