Третий выпуск журнала "Физические основы приборостроения" за 2013 год.
Выпуск на сайте Научной электронной библиотеки:
Содержание выпуска
ОБЗОРЫ
БИСПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ В ЗАДАЧАХ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Зеленский А.А., Кравченко В.Ф., Павликов В.В., Тоцкий А.В.
с. 4-39
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ПОЛИСПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ, БИСПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ, СПЕКТРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ МОЩНОСТИ, SPECTRAL POWER DENSITY, БИСПЕКТР, ВЕСОВЫЕ ФУНКЦИИ КРАВЧЕНКО, KRAVCHENKO WEIGHT FUNCTIONS, POLYSPECTRAL ANALYSIS, ISPECTRAL ANALYSIS, ISPECTRUТ
АННОТАЦИЯ:
Рассмотрены свойства моментной функции третьего порядка и ее преобразования Фурьебиспектра с точки зрения приложений в задачах цифровой обработки сигналов. Показаны преимущества полиспектрального анализа по сравнению с обычным спектральным анализом. Представлено сравнение методов оценивания биспектральной плотности и исследованы искажения биспектра, вызванные влиянием помех. Рассмотрены возможности сглаживания оценок биспектра с помощью весовых функций Кравченко и продемонстрированы преимущества данных окон по сравнению с известными окнами Хемминга и Кайзера.
ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
Bispectrum analysis in digital signal processing and applications
ZelenskyA.A. , Kravchenko V.F. , Pavlikov V.V. , Totsky A.V.
The features of third-order moment function and its Fourier transform named bispectrum are considered from the point of view referred to digital signal processing and applications. Advantages of polyspectrual analysis comparing to conventional spectral analysis are demonstrated. Different techniques dedicated to bispectrum density estimation are represented and distortions of bispectrum caused by interferences are studied. Smoothing of bispectrum estimates by using Kravchenko weight functions is considered and the benefits provided by these windows are shown comparing to known Hemming and Keizer windows.
НОВЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
СИНТЕЗ ПЛОСКИХ ИЗЛУЧАЮЩИХ СИСТЕМ ПО ЗАДАННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ДИАГРАММЕ НАПРАВЛЕННОСТИ
Андрийчук М.И., Кравченко В.Ф., Савенко П.А., Ткач М.Д.
с. 40-55
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: НЕЛИНЕЙНАЯ ЗАДАЧА СИНТЕЗА, ПЛОСКАЯ ИЗЛУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА, ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ, НЕЕДИНСТВЕННОСТЬ И БИФУРКАЦИЯ РЕШЕНИЙ, NONLINEAR SYNTHESIS PRO LEТ, PLANE RADIATING SYSTEТ, POWER RADIATION PATTERN, NONUNIQUENESS AND IFURCATION OF SOLUTIONS
АННОТАЦИЯ:
Исследуются нелинейные задачи синтеза плоских излучающих систем при заданных требованиях к энергетической диаграмме направленности (ДН). Показано, что для задач этого класса характерными являются неединственность и бифуркация решений, зависящие от физических параметров антенны. Изложен метод поиска линий бифуркации решений и численные алгоритмы поиска оптимальных синтезируемых энергетических ДН.
ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
Synthesis of Plane Radiating Systems According to the Prescribed Power Radiation Pattern
Andriychuk M.I. , Kravchenko V.F. , SavenkoP.A. , TkachM.D.
The nonlinear synthesis problems of plane radiation systems at the given requirements to power radiation pattern (RP) are investigated. It is shown that for problems of this class the non-uniqueness and bifurcation of solutions dependent on the physical parameters of antenna are characteristic. The method of finding the bifurcation lines of the solutions and the numerical algorithms of finding the optimal synthesized power DPs are proposed.
О СПЕКТРАХ ЗАХВАЧЕННОГО В ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ ЯМУ ОСЦИЛЛЯТОРА
Загородний А.Г., Киричок А.В., Куклин В.М.
с. 56-63
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ИЗЛУЧЕНИЕ, ОСЦИЛЛЯТОР, OSCILLATOR, ЗАХВАЧЕННЫЙ В ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ ЯМУ, POTENTIAL WELL, ДОМИНИРОВАНИЕ СОБСТВЕННОЙ ЧАСТОТЫ ОСЦИЛЛЯТОРА, RECOIL EFFECT, EТISSION, EIGENFREQUENCY DOТINANCE
АННОТАЦИЯ:
Изучен спектр волн, генерируемых осциллятором, захваченным во внешнюю потенциальную яму. Собственная частота осциллятора при этом много больше частоты его колебаний в потенциальной яме. Учитывается эффект отдачи осциллятора при излучении и поглощении. В том случае, если энергия отдачи равна энергии медленных колебаний осциллятора в потенциальной яме, интенсивность линий излучения и поглощения на его собственной частоте превышает интенсивности других спектральных линий.
ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
On Spectrum of Oscillator Trapped in a Potential Well
ZagorodnyA.G. , KirichokA.V. , KuklinV.M.
The spectrum of waves emitted by oscillator, trapped in an external potential well is analyzed. It is assumed that the eigenfrequency of the oscillator is much greater than the frequency of oscillations in the potential well. The effect of the recoil on the absorption and emission of the oscillator is discussed. Since the energy of the slow oscillations in well is equal to the recoil energy, the intensity of the absorption and emission lines at the eigenfrequency exceeds the intensity of other spectral lines.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
АНАЛИЗ МОДОВОГО СОСТАВА ПРЯМОУГОЛЬНЫХ L-ГРЕБНЕВЫХ ВОЛНОВОДОВ
Заргано Г.Ф., Земляков В.В., Кривопустенко В.В.
с. 64-77
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ВОЛНОВОД, WAVEGUIDE, КРИТИЧЕСКИЕ ЧИСЛА, СТРУКТУРА ПОЛЕЙ, STRUCTURE OF WAVES, ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, ШИРОКОПОЛОСНОСТЬ, CUTOFF WAVE NUТ ERS, ELECTRODYNAТICS ANALYSES, ROADAND
АННОТАЦИЯ:
Представлены методики расчета критических волновых чисел и компонент электромагнитных полей L -гребневых волноводов. Задача решена численно-аналитическим методом частичных областей с учетом особенности поведения электромагнитного поля на ребре. Реализованные в виде программных модулей данные методики позволяют осуществлять моделирование на ЭВМ структуры электромагнитных полей Н и Е волн в трех типах прямоугольных волноводов: с двумя L -выступами, с двумя перекрывающимися L -выступами и с четырьмя L -выступами с воздушным заполнением без потерь. Рассчитаны критические волновые числа, волновое сопротивление, структура электромагнитных полей различных типов Н и Е волн в критическом режиме.
ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
Analysis Mode Structure of Rectangular Waveguides with L-Shaped Septa
Zargano G.F., Zemlyakov V.V. , Krivopustenko V.V.
The methods of electrodynamics calculation and PC modeling of the electromagnetic field structure of TEand TMwaves are derived. The problem is solved by the method of partial regions including field singularity at the edge. Using this program modules we can modeling on the PC electromagnetic field structure of TEand TMwaves in three types of waveguides: Rectangular Waveguide with Two L -Shaped Septa, Rectangular Waveguide with Two Antipodal L -Shaped Septa, Rectangular Waveguide with four L -Shaped Septa. The cutoff wave numbers, the electromagnetic field structures of different types of TEand TMwaves, the impedence of dominant mode of the waveguide are calculated.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПОТОКА И ВЫСШИХ СИНХРОННЫХ ВОЛН ПОЛЕЙ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ
Щербак В.В.
с. 78-85
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ЭЛЕКТРОНЫ, ELECTRONS, ВЫСШАЯ ВОЛНА, UPPER WAVE, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, INTERACTION, РЕЗОНАНС ВУДА, WOOD''S RESONANCE
АННОТАЦИЯ:
Исследовано взаимодействие нерелятивистского электронного потока с СВЧ полем периодической решетки при синхронизме с высшей волной. Для лучшей энергетики взаимодействия при увеличении номера p синхронной волны используем полосу аномалий Вуда [1]. Доказано, что при этом омические потери не катастрофичны для энергетики.
ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
LNTERACTION OF ELECTRONIC STREAM AND HIGHER SYNCHRONOUS WAVES OF FIELDS OF THE REFECTIVE PERIODIC GRATING
ShcherbakV.V.
We investigate interaction of nonrelativistic electronic stream with the microwave field of periodical grating at a synchronism with its higher wave. For best energetics of interaction at increase of index p of synchronous wave we use a band of Wood's anomalies. We prove, that at that ohmic losses are not catastrophic for energetics.
ФИЗИКА И ТЕХНИКА ПЛАЗМЫ
1D МОДЕЛЬ ДВИЖУЩЕГОСЯ В ПЛАЗМЕ СГУСТКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Киричок А.В., Куклин В.М., Мишин А.В., Приймак А.В.
с. 86-99
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: СГУСТКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, ДВУХПОТОКОВАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ, ПОЛЯ КИЛЬВАТЕРНОГО СЛЕДА, UNCHES OF CHARGED PARTICLES, TWO-STREAТ INSTA ILITY, FIELDS OF THE WAKE
АННОТАЦИЯ:
Рассмотрены особенности излучения и динамики коротких 1D одиночных моноэнергетических сгустков заряженных частиц, распространяющихся в плазме. Если размер сгустка в направлении его движения превышает несколько длин волн возбуждаемых плазменных колебаний, накопления поля в его объеме не происходит, динамика сгустка определяется развитием двухпотоковой неустойчивости диссипативного типа. В объеме пучка возникает неустойчивость и амплитуда кильватерного поля в определенной области, вне пучка достигает значений вдвое меньших максимально возможной амплитуды излучения очень компактного сгустка с тем же количеством частиц. Предложенное в работе рассмотрение динамики частиц в системе покоя пучка имеет важное преимущество не только из-за экономии вычислительных ресурсов, так как содержит только уравнения, зависящие от времени, а также позволяет не учитывать магнитное поле, созданное током пучка. Кроме того, все возмущения в системе можно считать потенциальными, игнорируя электромагнитные эффекты, что недопустимо при описании динамики движущихся сгустков заряженных частиц в лабораторной системе отсчета.
ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
1D Model of Charged Particles Bunch Moving in Plasma
KirichokA.V. , KuklinV.M. , MischinA.V. , PryjmakA.V.
The features of radiation and dynamics of short 1D single monoenergetic bunches of charged particles, which spread in plasma, are considered. There is no field accumulation in the bunch volume and the dynamics of this bunch determined by the evolution of two-stream instability of a dissipative type, if the bunch size in the direction of his movement exceeds the lengths of the induced plasma oscillations by several times. The instability appears in the volume of the bunch and the wake field amplitude reaches the values which are half as much as maximal radiation amplitude of the very compact bunch of same number of particles in a certain area outside the bunch. The review of particles dynamics in a bunch rest frame discussed in this paper has an important advantage not only in computational resources saving, as the review contains only time-dependent equations, but in allowance not to take into account a magnetic field, created by bunch current. Furthermore, all the oscillations can be considered as potential and electromagnetic effects can be ignored, that is unacceptable when describing the dynamics of moving charged particles bunches in the laboratory frame.
ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ В МИЛЛИМЕТРОВОМ И СУБМИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНАХ
ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩЕСТВ ЧАСТЬ L. МОДЕЛЬ РЕЗОНАТОРА
Кузьмичев И.К., Попков А.Ю.
с. 100-109
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ, ОБЪЕМНЫЙ РЕЗОНАТОР, ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР, СВЕРХРАЗМЕРНЫЙ ВОЛНОВОД, PERТITTIVITY, VOLUТE RESONATOR, OPEN RESONATOR, SUPER-DIТENSIONAL WAVEGUIDE
АННОТАЦИЯ:
Рассмотрен объемный резонатор с диэлектрической шайбой, образованный цилиндрической, конической и сферической поверхностями. В таком резонаторе возбуждаются только аксиально-симметричные колебания, и он является электродинамической моделью полусферического открытого резонатора (ОР) с отрезком сверхразмерного круглого волновода. Исследованы энергетические и спектральные характеристики такого резонатора с диэлектрическими шайбами. Обнаружен квазипериодический характер этих зависимостей. Показано их качественное совпадение с аналогичными зависимостями для цилиндрического резонатора. Установлено, что физические процессы в рассматриваемом резонаторе и полусферическом ОР с отрезком сверхразмерного круглого волновода идентичны.
ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
An Open Resonator for Measuring Electrical Physical Parameters of Substances Part 1. Resonator Model
Kuzmichev I.K. , PopkovA. Yu.
In this paper, volume resonators formed by cylindrical, conical or spherical surfaces with dielectric disc loads are considered. The resonator of the kind only maintains axially symmetric oscillations and makes up the electrodynamical model of a hemispherical open resonator (OR) with a super-dimensional circular waveguide segment sticking out. The energy and spectrum characteristics of this OR with a dielectric disc have been studied to find out about quasi-periodic behavior and qualitative coincidence of the dependences with those of the cylindrical resonator. The identity of physical processes in the considered resonator and in the hemispherical resonator with a super-dimensional waveguide segment has been established.
ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДТОПЛЕНИЯ ПОЧВ, ПОКРЫТЫХ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ, В ИК И СВЧ ДИАПАЗОНАХ
Бычков Д.М., Иванов В.К., Цымбал В.Н., Яцевич С.Е.
с. 110-119
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ВЛАЖНОСТЬ, ПОЧВА, SOIL, ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ, REТOTE SENSING, ИК И СВЧ ДАННЫЕ, IR AND MICROWAVE DATA, ОБРАБОТКА ДАННЫХ, DATA PROCESSING, ТOISTURE
АННОТАЦИЯ:
Анализируются результаты отработки метода выявления признаков подтопления покрытых растительностью почв по данным суточной и сезонной радиолокационнорадиотепловой (термальной ИК) авиационной съемки авиационным комплексом АКДЗ-30. Отработка проводилась в условиях сухого осеннего сезона и зимы, когда вегетация в растительности прекращена.
ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
Underfooding Manifestations on Vegetated Soil ldentifcation by Consecutive Day-Time and Night-Time and Seasonal Radar-Thermal ir Aviation Remote Sensing
Bychkov D.M. , Ivanov V.K. , TsymbalV.N. , Yatsevich S.Ye.
The paper analyzes the results of underflooding manifestations on vegetated soil identification by consecutive day-time and night-time and seasonal radarthermal IR aviation remote sensing complex ACRS-30. The investigations were held in winter and dry autumn season conditions, when the vegetation processes in crops mostly stopped.
