Предлагается модель арсенид-галлиевого ПТ для малых сигналов, дающая возможность снижения числа оптимизируемых параметров при расчете цепей и установления связи между внешними и внутренними элементами эквивалентной схемы. Для модели, содержащей индуктивности выводов и межэлектродные емкости транзистора, составлено матричное уравнение Y-параметров и предложен алгоритм, дающий возможность расчета с учетом как внешних параметров, измеряемых с помощью аппаратуры, так и внутренних, не поддающихся измерениям. Записана целевая функция, оптимизирующая выбор S-параметров, и дан пример расчета в интервале частот 0,5-26,5 ГГц. Библ. 13.

Предлагается метод анализа неоднородных связанных многопроводных структур, дающий возможность моделирования трехмерных соединительных проводников, связывающих кристаллы микросхем при их монтаже в многовыводных корпусах многокристальных модулей. Модель строится на основе эквивалентной схемы с сосредоточенными постоянными и описывается импедансными матрицами двухвходовых элементов, получаемых при топологическом анализе схемы. Элементы объединяются в четырехвходовые системы, определяемые диагональными элементами матриц, для которых производится согласование импедансов. Дан пример расчета на основе предлагаемой модели параметров структуры соединений для 48-выводного корпуса. Библ. 8.

Рассматриваются возможности систем компьютерной алгебры (СКА) и их взаимосвязь с языками численного программирования высокого уровня. Приводятся примеры применения СКА в приложениях к физике и математике. Приводятся ограничения, препятствующие широкому применению символьных методов к задачам теории цепей. Дается практический пример использования СКА для анализа радиотехнических цепей. Описываются проблемы, возникающие при применении СКА для получения математических моделей РЭУ. Указывается возможность использования СКА применительно к практическим задачам теории цепей.

Разработка высокоскоростных цифровых интегральных устройств ставит ряд проблем перед проектировщиком многопроводных соединителей, в которых проводящие слои разделяются слоями изолятора с потерями. Традиционный анализ таких узлов – применение полевых методов. В статье предлагается заменить полевые методы “цепевым”: выполнять расчет на основе эквивалентной расчетной модели с сосредоточенными параметрами. Такой подход устраняет трудности, обусловленные функцией Грина, и делает процедуру расчета практически независимой от числа проводящих и диэлектрических слоев. Дан пример расчета переходного процесса при прохождении двухуровневого сигнала при произвольной нагрузке. Библ. 12.

Рассмотрена обобщенная схема, представляющая амплитудно-фазовые преобразования сигналов, и варианты представления данной схемы. Анализ широкого класса радиотехнических устройств (РТУ) обычно производится в следующей последовательности: составление уравнений РТУ, подстановка в уравнения выражений для характеристик конкретных звеньев устройства, исследование устойчивости и нахождение решений полученных уравнений. В общем случае уравнения РТУ являются нелинейными и дифференциальными. Нахождение их решений в аналитическом виде затруднено, поэтому используются методы числового решения на ЭВМ. Если изменения параметров входных сигналов, параметров устройства и дестабилизирующих факторов достаточно малы, то проводят линеаризацию исходных уравнений, исследуют устойчивость и получают решения уравнений в виде линейных передаточных функций. По полученным передаточным функциям находят переходные, амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики РТУ и исследуют его поведение при заданных изменениях входных сигналов, линейных параметров устройства и дестабилизирующих факторов. Каждые изменения структуры РТУ и нелинейных характеристик блоков требуют повторного проведения основных этапов анализа. Поскольку формирование и обработка сигналов в различных устройствах может рассматриваться как амплитудно-фазовое (АФ) преобразование входного сигнала, представляется целесообразным исследование конкретных устройств проводить на основе конечных аналитических выражений обобщенной схемы амплитудно-фазового преобразования. При этом исключаются составление уравнений и, при необходимости, их линеаризация, нахождение аналитических выражений для исследования устойчивости и решение уравнений в виде передаточных функций, нахождение динамических и частотных характеристик устройства. Обобщенная схема позволяет представлять схему конкретного РТУ. Изменение конфигурации конкретного РТУ и(или) характеристик составляющих его блоков учитывается простым изменением коэффициентов в конечных выражениях обобщенной схемы. Применение аппарата непрерывных кусочно-линейных функций дает возможность и в случае нелинейных РТУ находить конечные выражения для исследования их характеристик. Цель работы – формирование обобщенной схемы АФ преобразования, позволяющей представлять различные варианты построения РТУ для обеспечения их дальнейшего анализа.

Представлен новый формализм, основанный на применении обобщенных телеграфных уравнений к моделированию и проектированию интегральных эл-оптических устройств. Исключено ограничение, вводимое ранее в условие слабой направленности изотропной невозмущенной среды для оценки временной характеристики модулятора для произвольно модулированного сигнала. Малые неоднородности диэлектрика и большая разница между частотами оптического и модулирующего сигналов является единственным допущением, используемым при получении линейной модели. В результате применения многошкального метода возмущения получено аналитическое решение задачи многополяризационного взаимодействия. Приведен результат исследования влияния рассогласования групповых скоростей на временную характеристику фазового модулятора бегущей волны на GaAQs.

Изучаются вопросы анализа электрических цепей методом конечных элементов. Анализируются способы применения графического редактора, реализованного в программе ANSYS/Emag, который предназначен для создания электрических цепей. Представлены характеристики конечных элементов CIRCU124 и CIRCU125, используемых для моделирования различных радиоэлементов, источников электрического тока и напряжения. Представлен пример моделирования электрической цепи, котором выполнено моделирование АМ модулятора. Моделирование состоит из двух частей – во первых характеристика сигнала вычисляется по его аналитическому выражению, а потом сигнал моделируется в среде ANSYS/Emag.

Рассматриваются алгоритм выбора миним. значения частоты дискретизации узкополосных сигналов, при котором можно пренебречь эффектом наложения, а также схемы устройств, реализующих представление узкополосных колебаний наборами, содержащими отсчеты квадратурных составляющих исходного колебания. Приводятся результаты исследований программной реализации цифрового НЧ-фильтра Баттерворта, входящего в структуру устройства дискретизации.

В монографии рассматриваются основы компьютерного моделирования и оптимизации оптико-электронных приборов. Даны принципы построения формирователей изображения с фотоприемными матрицами. Детально исследуются вопросы моделирования и оптимизации приборов ночного видения, а также систем ориентации космических летательных аппаратов. Формируются рекомендации по применению разновидностей фотоприемных матриц приборов с зарядовой связью в астрономии. Книга рассчитана на научных сотрудников, аспирантов и студентов, изучающих вопросы разработки и применения оптико-электронных приборов.

Избранные научные труды члена-корреспондента РАН В. Б. Штейншлейгера, содержащие монографию и научные статьи, относятся к следующей тематике: радиоизмерения в диапазоне микроволн, разработка квантовых усилителей (мазеров) для радиоастрономии и космической связи, нелинейное рассеяние радиоволн, радиолокационное зондирование Земли и др. Указанная монография является первой в мировой литературе книгой по связанным волнам в резонаторах. Она издана за рубежом и остается актуальной в связи с широким применением резонаторов в микроволновом и оптическом диапазонах волн. Ряд статей из числа написанных В. Б. Штейншлейгером в соавторстве отражают результаты исследований, проведенных под его научным руководством.

Представлена квази-стационарная модель аппаратуры для медицинского внешнего гипертермического нагрева тканей человеческого тела с помощью радиочастотных емкостных аппликаторов, дающая возможность реализации системы компьютерной тепловой дозиметрии. Двумерная модель интенсивности абсорбции тепла мышечными тканями при различных фазах колебаний в трехэлектродной структуре основана на использовании метода конечных элементов и включает разбиение на элементарные трехмерные объемы и вычисление интегрального поглощения. Предлагаемая модель была проверена в клинической практике и дала результаты, близкие к данным наблюдений. Библ. 6.

В статье рассмотрен физический механизм возникновения бегущей электромагнитной волны в ближней зоне электрической дипольной антенны. Показано, что для корректного описания излучения радиоволн необходимо учитывать действие электромагнитной силы инерции электронов, ответственной за явление самоиндукции в проводнике антенны. Приведена структура элементарной электромагнитной волны, удовлетворяющая требованию непрерывности потока энергии. Дано объяснение причины скин-эффекта в проводниках.

Исследуется влияние тепловой нелинейности на структуру электромагнитного поля в фокальных областях типа катастроф. Численное моделирование деформации структуры волнового поля при изменении показателя нелинейности выполнено методом параболического уравнения в фокальной области, соответствующей каспоидной особенности типа “бабочка”. Введено понятие ассоциированной лучевой структуры поля и показано качественное соответствие развития амплитудной и лучевой структуры поля с увеличением показателя нелинейности. Прослежено развитие особенности (катастрофы), измельчение амплитудной структуры и образование новых фокальных центров. Работа выполнена при поддержке РФФИ, гранты N 04-02-16882, 04-07-90247.

В работе рассмотрены результаты теоретического анализа работоспособности нового типа магниторезистивного однослойного чувствительного элемента кольцевой формы в качестве датчика магнитного поля. Определены распределение векторов намагниченности подобного элементы в зависимости от внешнего магнитного поля и характеристика вход-выход, определены условия получения максимальной чувствительности элемента.

Рассматривается распространение сигнала в пространстве, ограниченном поглощающими граничными условиями, с применением уплотненных симметричных узлов поля. Предложен подход к различению конфигурации проводящих элементов с использованием инверсного процесса объемной модели линии передачи (TLM). Для повышения точности расчетов используются методы пространственной дискретизации, удобные для имитации неограниченного пространства распространения эл-магн. волны. Для управления воздействием граничных условий на инверсный процесс имитации предложено 2 подхода к численному восстановлению объектов в трехмерном свободном пространстве. Результаты, полученные при инверсном процессе, м. б. многозначны особенно в случае совпадения по форме инверсного и прямого методов. Библ. 7.

Предложен метод определения рассеяния эл-магн. волны, падающей под произвольным углом на апертуру, состоящую из двух диэл. секций с отличающимися диэл. постоянными, установленных в отверстие проводящего экрана. Модальный алгоритм, используемый при анализе периодических дифракционных решеток, основан на представлении многослойной структурой комбинированного диэлектрика с границей раздела произвольной формы. Замена границы раздела ее ступенчатой аппроксимацией дает возможность построения матрицы коэф. отражения бегущей волны с последующим использованием уравнения Гельмгольца и определением условий согласования для соседних слоев. Дан пример расчета зависимости коэф. передачи структуры от угла падения волны для разделяющей поверхности экспоненциальной формы. Библ. 24.