Том 68, № 2 (2023)

Исследована многолучевая антенна на основе двухслойной линзы Моргана в виде связанных через частопериодическую решетку плоских волноводов. Рассмотрены вопросы синтеза линзы. Построена аналитическая модель связанных плоских волноводов, использующая эквивалентные граничные условия, которая верифицирована путем электродинамического моделирования в системе HFSS. Предложена приближенная электродинамическая модель антенны, основанная на представлении электромагнитного поля в структуре в виде радиальных волн связанных плоских волноводов основного типа. Показано, что в двухслойной линзе существенно ослаблен эффект ее затенения облучателями, что позволяет сформировать систему лучей с веерными диаграммами направленности, обеспечивающую обзор пространства в секторе азимутальных углов 360°. Продемонстрирована возможность формирования узких лучей с низким уровнем бокового и заднего излучения.

Получены частотные зависимости эффективной диэлектрической проницаемости структуры в виде решетки из кольцевых резистивных элементов, расположенных в слое диэлектрика. Расчеты проведены на основе решения задачи дифракции нормально падающей электромагнитной волны на структуру. Показана возможность варьирования дисперсионных зависимостей в широких пределах путем изменения параметров структуры.

Развит однопозиционный метод беспеленговой пассивной локации с учетом периодичности излучаемого импульсного радиосигнала, когда источник излучения движется по криволинейной траектории. Метод не требует оценивания текущей частоты Доплера, а в качестве измеряемого параметра выступает временнáя невязка между периодами излучаемого и принимаемого сигналов, обусловленная движением источника. Рассмотрены вопросы, связанные с вычислительной корректностью и точностными характеристиками метода, а также практическими рекомендациями. Приведен численный пример.

Представлены множества недвоичных псевдослучайных последовательностей (НПП) для периодов N = p^S – 1 < 20 000 (p = 3, 5, 7, 11), сформированных в конечных полях GF(p^S), мощность которых равна V = N + 1, а максимум модуля пиков периодических автокорреляционной (ПАКФ) и взаимно корреляционной функций (ПВКФ) удовлетворяет граничным оценкам, полученным В.М. Сидельниковым. В дополнение к минимальным полиномам элементов \({\text{\alpha }}\) и \({{{\text{\alpha }}}^{2}}\), где α – примитивный элемент поля GF(p^S), определены минимальные полиномы элементов \({\text{\alpha }}\) и \({{{\text{\alpha }}}^{{{{i}_{d}}}}}\) (i_d – индекс децимации), на основании которых могут быть сформированы новые множества НПП с эквивалентными корреляционными свойствами. Определены наборы индексов i_d > 2 для различных сочетаний параметров p и S. Рассмотрены случаи четного и нечетного значений параметра S, для которых получены максимальные по модулю значения ПАКФ и ПВКФ и определены число и значения различных уровней корреляционных функций.

Существенные различия, наблюдаемые в поведении фотоиндуцированной диэлектрической проницаемости ε полупроводников в гигагерцовом (ГГц) и терагерцовом (ТГц) диапазонах, объясняются в рамках механизма экситонов различным расположением этих диапазонов относительно частот межуровневых переходов экситона. Измерения в ГГц-диапазоне фотоиндуцированного изменения Imε(P_λ) и Reε(P_λ) образцов CdS, CdSe и Si в волноводном резонаторе (f = 4.7 ГГц) и пропускания T образцов Si в свободном пространстве (f = 8…36 ГГц) при волоконно-оптическом облучении (мощность P_λ = 0…370 мВт, λ = 0.97 мкм), обнаруживающие не-друдеподобный отклик, подтверждают выводы теории: увеличение Reε^GHz(P_λ) с ростом P_λ и увеличение пропускания T с понижением частоты f при фиксированной мощности P_λ.

Продемонстрирована практическая реализуемость беспроводной схемы относительной передачи на основе хаотических радиоимпульсов. Разработаны новые компоненты, необходимые для осуществления этой схемы. Создан макет системы передачи в диапазоне частот 200…500 МГц, на котором проведены эксперименты по передаче двоичной информации. Результаты измерений соответствуют полученным ранее теоретическим и расчетным оценкам по основным свойствам и характеристикам новой схемы передачи, использующей в качестве носителя информации динамический хаос.

На основе диэлектрического волновода из высокоомного кремния разработаны оптически и механически управляемые аттенюаторы и электрически управляемый фазовращатель. В полосе частот 26…37 ГГц теоретически и экспериментально определены характеристики волновода и разработанных элементов на его основе.

В рамках балансного приближения волоконных лазеров (ВЛ), рассматриваемых как распределенные системы, построена уточненная математическая модель, описывающая низкочастотную динамику ВЛ с зеркалами на основе оптомеханических микроосцилляторов (МО) с учетом влияния спонтанного излучения (СИ), локализованного в оболочечных модах активного световода (АС). Выявлены механизмы влияния СИ на режимы синхронных автоколебаний (СА) в лазерной системе ВЛ–МО: дополнительное снятие инверсии в АС благодаря конечной длине пробега фотонов СИ оболочечных мод в активной среде ВЛ; нарушение условия внутреннего резонанса в лазерной системе; возмущение колебаний МО фотоиндуцированной силой, обусловленной СИ. С помощью численного моделирования СА в эрбий-иттербиевом ВЛ с микроосциллятором и экспериментальных исследований установлена зависимость частоты СА от геометрооптических параметров АС и отражательной способности границы раздела АС–окружающая среда, которые могут быть использованы для повышения стабильности частоты лазерных импульсов в волоконных источниках импульсного излучения и создания нового класса резонансных волоконно-оптических датчиков.

Представлен экспериментальный фотонный аналогово-цифровой преобразователь, предназначенный для обработки сигналов Х-диапазона. Исследовано функционирование созданного устройства в лабораторных и полевых условиях.

Продемонстрирована работоспособность макета системы микроэнергетики – накопителя энергии “биотопливный элемент (БТЭ)–конвертер-конденсатор”, позволяющего преобразовывать низковольтное входное напряжение от нестабильного источника энергии до стандартного рабочего напряжения, используемого в радиоаппаратуре. При последовательном включении двух биотопливных ячеек напряжение суммировалось и составляло ~500 мВ, а выходной накопительный конденсатор в 100 мкФ за 13 мин заряжался до рабочего напряжения 3.1 В при холодном пуске конвертора. Показано, что процесс накопления энергии существенно зависит от емкости конечного накопителя и от характера потребления энергии. Разработанная схема может использоваться для других нестабильных источников энергии.