Закрыть
Авторизация
Логин:
Пароль:

Забыли пароль?

Выпуск № 2(2), декабрь 2022 — январь 2023


Содержание номера

 


Раздел 1. Вопросы экспериментальной электродинамики

 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В РУПОРНЫХ БЕЗЭХОВЫХ КАМЕРАХ
Балабуха Н.П., Меньших Н.Л., Сахно А.Д., Шапкина Н.Е.

  стр. 4 - 9

        Методом математического моделирования анализируются два типа рупорных безэховых камер: конической и пирамидальной форм, которые часто используются при измерениях на низких частотах. Для того, чтобы сравнение имело смысл, необходимо, чтобы камеры были в какой-то мере эквивалентными. В работе эквивалентность достигается путем выбора одинаковых углов раскрыва и площадей апертур раскрывов безэховых камер. Радиопоглощающий материал внутренней поверхности обеих камер моделируется однородным слоем диэлектрика. Сравниваются характеристики поля в рабочей зоне в камерах при использовании линзы. В обоих случаях линзы гиперболические, имеют одинаковый диаметр и параметры материала, устанавливаются в апертуре рупорной части камеры. При этом у каждой линзы подбиралось оптимальное фокусное расстояние, позволяющее исправлять фазу в максимальном объеме. Электромагнитное поле внутри рупорных камер рассчитывается методом моментов при помощи программного вычислительного комплекса FEKO. Результаты моделирования показали, что обе камеры имеют схожие размеры рабочей зоны на выбранных частотах. Диаметр рабочей зоны в камерах с линзой составил около 3 м. При этом линза в обоих случаях хорошо исправляет фазу, но увеличивает неравномерность распределения амплитуды поля.

Ключевые слова: безэховая камера, линза, линзовый коллиматор, рупорные безэховые камеры, коническая безэховая камера, пирамидальная безэховая камера

 

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕОТРАЖЕНИЙ МЕЖДУ ЛИНЗОЙ И ОБЪЕКТОМ НА ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ЕГО ЭПР В РУПОРНОЙ БЕЗЭХОВОЙ КАМЕРЕ
Балабуха Н.П., Меньших Н.Л., Солосин В.С.

  стр. 10 - 15

              Статья посвящена численному исследованию одной из важнейших характеристик измерительного стенда – погрешности измерения ЭПР объекта. Исследуется низкочастотный измерительный стенд на основе рупорной безэховой камеры с линзой. Моделирование характеристик данного стенда проводилось ранее методом моментов в программе FEKO. В данной статье рассмотрено моделирование измерения ЭПР диска в рупорной безэховой камере с линзой. Проведено сравнение «измерения» ЭПР диска при использовании линзы с просветлением и без. Для нормировки в качестве эталонного объекта рассматривался этот же диск. Это сделано специально для того, чтобы максимально скомпенсировать погрешности измерения ЭПР диска, связанные с неравномерностью распределения поля в рабочей зоне камеры. Таким образом, в рассматриваемом случае основным фактором, вызывающим погрешности измерения ЭПР объекта, является наличие переотражения между диском и линзой. Результаты исследования показали, что просветленная линза может существенно снижать погрешность определения ЭПР объекта, причем в полосе частот, а не только на частоте просветления. При частоте просветления 600 МГц просветленная линза обеспечивает существенное увеличение точности измерения ЭПР объекта в полосе частот 400 – 800 МГц.

Ключевые слова: рупорная безэховая камера, метровые длины волн, эффективная площадь рассеяния, метод моментов, моделирование измерения

 

ПОЛЕВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ В ОБОСНОВАНИЕ УСЛОВИЙ ЮСТИРОВКИ ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ ИЗЛУЧАТЕЛЯ И ПРИЕМНИКА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДЕФОРМАЦИИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ СУБНАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ В АТМОСФЕРЕ НА ДИСТАНЦИЯХ В ДЕСЯТЬ И БОЛЕЕ КИЛОМЕТРОВ
Букин В.В., Долматов Т.В., Ефанов М.В., Лебедев Е.Ф., Осташев В.Е., Ульянов А.В., Федоров В.М., Шурупов М.А.

  стр. 16 - 22

              Проведены полевые эксперименты с целью обоснования допустимых углов рассогласования главных осей диаграмм направленности антенн излучателя и приемника при постановке прямых опытов по деформации сверхширокополосных субнаносекундных сигналов на дистанциях около десяти километров в свободной от влияния земной поверхности атмосфере. Установленные допустимые значения углов рассогласования до 5 градусов, а также данные о положениях помеховых сигналов, отраженных от земли, позволили принять необходимые конструктивные и организационные решения при проведении прямого эксперимента в атмосфере.

Ключевые слова: сверхширокополосный, прохождение сквозь атмосферу, влияние отраженного сигнала

 

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СВЧ МАГНИТНЫЙ СПЕКТР КОМПОЗИТА С ПОРОШКОМ ГАДОЛИНИЯ
Старостенко С.Н., Петров Д.А., Ширяев А.О.

  стр. 23 - 31

              Материальные параметры модельного композита на основе парафина, содержащего 30% об. порошка гадолиния, измерены в интервале частот 0.01 – 15 ГГц при температурах от ~0°С до 35°С. Диэлектрическая проницаемость композита не зависит от частоты и температуры. Температура Кюри композита близка к 15.5°С, а фазовое превращение происходит в интервале температур 15.5°С ±10°. Материальные параметры композита измерены в охлаждаемых коаксиальных ячейках методами отражения - прохождения а квазистатическая магнитная восприимчивость на частотах ниже 100МГц измерена методом короткого замыкания. Полученная экстраполяцией на нулевую частоту температурная зависимость квазистатической магнитной восприимчивости близка к оценкам из опубликованных кривых намагничивания, измеренных при различных температурах. Влияние отклонения температуры от точки Кюри на спектры отражения и прохождения от слоя композита исследовано методом компьютерного моделирования и подтверждено измерениями. Это влияние описано в рамках модели кластерного намагничивания, основанной на формуле смешения Винера. Модель применена для расчета СВЧ экрана с управляемым ослаблением. Показано, что понижение температуры с 25°C до 5°C ведет к уменьшению коэффициента отражения от 4.5мм слоя композита на частоте 3.5ГГц с минус 2 до минус 20дБ. Результаты измерений согласуются с расчетом.

Ключевые слова: СВЧ восприимчивость, температура Кюри, кластерное намагничивание, модель смешения, управляемый экран

 


Раздел 2. Вычислительная электродинамика

 

РАЗМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ В МЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН ПРИ МАСКИРОВКЕ ПОВЕРХНОСТИ ПИРАМИДАЛЬНЫМ ПОГЛОТИТЕЛЕМ
Лебедев А.М., Семененко В.Н., Фурманова Т.А., Краснолобов И.И.

  стр. 32 - 37

         Пирамидальный поглотитель из пористого материала с потерями широко используется для радиолокационной маскировки элементов конструкций при проведении измерений характеристик рассеяния объектов. Размерный эффект проявляется как значительно меньшее снижение рассеяния от поверхности в результате маскировки путём помещения поглотителя на поверхность, чем это имело бы место для поверхности много больших размеров. Поэтому размерный эффект определяет нижнюю границу интервала по размерам маскируемой поверхности, в котором сохраняется эффективность использования поглотителя. Задача ослабления проявлений размерного эффекта для пирамидального поглотителя наиболее актуальна в низкочастотной части радиолокационного диапазона (дециметровые, метровые волны), где эффективная маскировка многих достаточно больших поверхностей не может быть выполнена именно из-за этого эффекта. В данной работе на электродинамических моделях численно исследовалась ситуация, характерная для проявления размерного эффекта при метровой длине волны, когда маскируемая поверхность имеет размеры порядка длины волны, сторона основания пирамид много меньше длины волны, высота пирамид составляет долю длины волны, а тангенс диэлектрических потерь материала пирамид возрастает до значений порядка единицы и более. Исследовано влияние размерного эффекта на уменьшение эффективной поверхности обратного рассеяния квадратной и круглой металлических пластин в направлении нормали к поверхности при маскировке пластин пирамидальным поглотителем. Сделан вывод о том, что основной причиной усиления проявления размерного эффекта для пирамидального поглотителя, по сравнению с поглотителем постоянной толщины, является дифракционный эффект вследствие неполного усреднения вкладов в поле рассеяния от отдельных пирамид. По результатам исследований выявлены два способа существенно понизить порог проявления размерного эффекта для пирамидального поглотителя: уменьшение размеров оснований пирамид и введение магнитного подслоя в состав поглотителя.

Ключевые слова: пирамидальный поглотитель, размерный эффект, нижняя граница интервала, дифракционный эффект, основание пирамиды, магнитный подслой.

 


Раздел 3. Взаимодействие электромагнитного поля с материалами

 

СПИНОВЫЕ ВИХРИ И МАЙОРАНОВСКИЕ СОСТОЯНИЯ В ДОПИРОВАННЫХ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОРАХ С НЕМАТИЧЕСКОЙ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬЮ
Акзянов Р.Ш., Капранов А.В., Рахманов А.Л.

  стр. 38 - 42

              Так называемые топологические сверхпроводники проявляют множество необычных свойств, которые представляются интересными для приложений в области спинтроники и квантовых вычислений. В частности, в этих материалах предсказано и экспериментально подтверждено существование возбуждений типа фермионов Майораны. В нашей работе мы предложили один из возможных способов создать фермионы Майораны в топологических сверхпроводниках. В качестве конкретной системы, в которой реализуется топологическая сверхпроводимость, нами рассмотрены допированные топологические изоляторы типа AxBi2Se(Te)3 (где A = Сu, Sr, Ba, …). На основе этих материалов уже созданы высококачественные монокристаллы, в которых надежно установлено существование топологической сверхпроводимости с векторным нематическим параметром порядка. Используя подход Гинзбурга-Ландау, мы показали, что деформация топологического нематического сверхпроводника может генерировать специфическую (нематическую) завихренность. В случае допированных топологических изоляторов эта завихренность образует спиновой вихрь. Мы показали, что возможно существование двух типов топологически различных спиновых вихрей. Были использованы уравнения микроскопической теории (обобщенные на случай топологической сверхпроводимости уравнения Боголюбова–де Жена) для изучения электронных состояний в нематическом сверхпроводнике со спиновыми вихрями. Получено, что в случае вихря типа I состояния с нулевой энергией локализованы вблизи кора вихря. Эти состояния можно идентифицировать как пары Майорана-Крамерса. В случае вихря типа II локализованных состояний с нулевой энергией нет.

Ключевые слова: топологический диэлектрик, сверхпроводимость, спиновый вихрь, фермион Майораны, теория Гинзбурга-Ландау, уравнения Боголюбова-де Жена

 

Ознакомиться с выпуском журнала можно здесь

 

 




Возврат к списку