Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 60, № 12 (2018)

Article

Nonlinear Effects in the Weibel Instability

Garasev M., Derishev E.

Аннотация

Using the particle-in-cell code, we performed numerical simulations of the Weibel instability in plasmas with a two-temperature Maxwellian distribution function. We found harmonics in the power spectrum of the Weibel-generated turbulent magnetic field, which permitted us to measure directly the magnitude of the nonlinear effects. It is shown that by the time of the instability saturation the nonlinear effects are insignificant in the case of a large initial anisotropy and are vanishing in the case of a small initial anisotropy, so that the nonlinearity is not the reason why the magnetic field stops to increase. The asymptotic form of the power spectrum of the magnetic field in the region of small scales is determined. It is demonstrated that the nonlinearity is essential for the generation of a large-scale magnetic field and therefore plays a crucial role at the stage of the magnetic field decay. Astrophysical applications of the obtained results are discussed.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2018;60(12):931-941
pages 931-941 views

Resonance Interaction of Relativistic Electrons with Ion-Cyclotron Waves. I. Specific Features of the Nonlinear Interaction Regimes

Grach V., Demekhov A.

Аннотация

We analyze the resonant interaction of relativistic electrons with ion-cyclotron waves in the Earth radiation belts. Finite-length wave packets with variable frequencies and different amplitude profiles are considered. Specific features of the nonlinear interaction regimes are analyzed on the basis of solving numerically a system of equations of the particle motion along with the efficiency of this interaction for a single pass of the particle through the wave packet. In the first part of this work, the peculiarities of the trajectories of individual particles are analyzed. The influence of the shape of the wave packet on the well-known regimes, such as particle trapping by the wave field and particle phase bunching, which leads to a non-zero average variation in the pitch angle in an inhomogeneous medium, are considered. It is shown that a long stay of a particle near the separatrix on the phase plane in the region far from the saddle leads to a strong decrease in the pitch angle of the particle in the absence of the trapping as well. This nonlinear regime (directed scattering) is possible for comparatively low initial pitch angles. In this case, the value of the pitch angle decrease depends on the initial phase of the particle. It is shown that the trajectories corresponding to the directed scattering can be regarded as a transitional type of trajectories, between the trajectories of the untrapped and trapped particles. Quantitative estimates of variations in the pitch angle are obtained, and it is confirmed that the directed scattering and trapping of particles by the wave field can lead to electron precipitation into the loss cone.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2018;60(12):942-959
pages 942-959 views

Single-Station Location of Radio Emission Sources in the Decameter Wavelength Range Using a Wide-Aperture Direction Finder and a Chirp Ionosonde–Radio Direction Finder

Vertogradov G., Uryadov V., Chaika E., Valov V., Vybornov F., Pershin A., Starodubrovsky A.

Аннотация

We present the results of single-station location of radio emission sources on the mid-latitude Vasil’sursk—Rostov-on-Don path using a wide-aperture direction finder and a chirp ionosonde–radio direction finder. Methods for determining the arrival angles under conditions of multipath reception of radio signals are described. It is shown that when single- and double-hop propagation modes are separated by different direction-finding techniques, deviations of the arrival angles reach 5° in the azimuthal plane and up to 10◦ in the elevation plane, which is due to the traveling ionospheric disturbances. It is established that under conditions of a sporadic Es layer, the chirptransmitter azimuth with averaging over frequency and sounding sessions can be determined to an accuracy of 0.1°. When regular 1F and 2F propagation modes are used to estimate the chirptransmitter azimuth, the average errors are 0.5° and 1°–2°, respectively. An algorithm for solving the inverse problem, by which the coordinates of the radio emission sources can be determined from the arrival angles using both the IRI-2012 ionospheric prediction model and correction of the data from the vertical sounding station at the reception point, have been developed. It is shown that the average error in determining the range to radio emission sources is 13%.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2018;60(12):960-977
pages 960-977 views

Structure of Integral Equations of Diffraction by a Strip and a Section of a Circular Cylinder

Eminov S.

Аннотация

We study thoroughly the structure of integral equations of diffraction of electromagnetic waves by a strip and a section of a circular cylinder. The theorems of existence and uniqueness are proved, and an example of calculations is considered.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2018;60(12):978-987
pages 978-987 views

Sensitivity and Resolution of a Heterodyne Receiver Based on the NbN HEB Mixer with a Quantum-Cascade Laser as a Local Oscillator

Tretyakov I., Anfertyev V., Revin L., Kaurova N., Voronov B., Vaks V., Goltsman G.

Аннотация

We present the results of experimental studies of the basic characteristics and operation features of a terahertz heterodyne detector based on the superconducting NbN HEB mixer and a quantum cascade laser as a local oscillator operating at a frequency of 2.02 THz. The measured noise temperature of such a mixer amounted to 1500 K. The spectral resolution of the detector is determined by the width of the local-oscillator spectral line whose measured value does not exceed 1 MHz. The quantum-cascade laser could be linearly tuned with respect to frequency with the coefficient 7.2 MHz/mA within the limits of the current oscillation bandwidth.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2018;60(12):988-992
pages 988-992 views

Diversity Reception Based on the Correlation Processing of Signals

Ermolayev V., Morozov K., Solonitsyna A.

Аннотация

In this paper, we propose a method of adaptive diversity reception using the correlation processing of information signals. It allows one to develop the theory and propose the diversity-reception schemes which do not employ the test signals. For the proposed method, a gain in the output signal-to-noise ratio becomes close to a similar gain for the diversity method using the test signals if the signal-to-noise ratio in the master diversity branch exceeds unity. In the case of Rayleigh fading in the communication channel, it is recommended to choose the branch withthe maximum signal-to-noise ratio as the master one.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2018;60(12):993-999
pages 993-999 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».