Представлены методика и результаты имитационного моделирования распространения радиоволн в случайно-неоднородной ионосфере с учетом сферичности Земли и фоновой ионосферы. Рассматриваются вероятностные распределения углов прихода и соответствующих им углов излучения, амплитуды и эйконала, полученные при имитационном моделировании. Делается вывод о симметричности наиболее вероятной траектории относительно области отражения от ионосферного слоя, а также о равенстве средних углов прихода и соответствующих им средних углов излучения. Путем моделирования получены статистические характеристики волны, а именно дисперсии углов прихода, эйконала, корреляционные функции эйконала и поля. Результаты моделирования дисперсии углов прихода и эйконала сравниваются с результатами первого приближения теории возмущений. Показана необходимость учета флуктуаций эйконала в свободном от неоднородностей пространстве, вызванных флуктуациями углов выхода нижних лучей из ионосферного слоя со случайными неоднородностями.

На основе численного моделирования характеристик ЛЧМ сигналов в рамках волноводной теории распространения радиоволн устанавливаются особенности характеристик прямых кругосветных сигналов для трасс Российской сети ЛЧМ ионозондов и анализируются возможности диагностики низкоширотной ионосферы по данным наклонного зондирования с территории России. Численное моделирование АЧХ прямых кругосветных сигналов для Российской сети ЛЧМ ионозондов объясняет наличие узких интервалов регистрации прямых кругосветных сигналов в суточном ходе и сезонные зависимости оптим. условий их регистрации. Установлено, что затухание сигналов на кругосветных трассах в значительной степени определяется состоянием низкоширотной ионосферы в зоне африканского континента и в азиатско-тихоокеанском долготном секторе. Расширение оптим. интервалов распространения кругосветных сигналов в ту или иную сторону может служить индикатором состояния низкоширотной ионосферы соответственно в одном из двух указанных выше регионов. Очень важно, что оптимальные интервалы для трасс таких сигналов российской сети ЛЧМ ионозондов частично перекрываются и занимают достаточно большой сплошной промежуток времени. Поэтому российская сеть ЛЧМ ионозондов представляет собой уникальный комплекс для исследования динамики этого явления в двух обширных регионах, охватывающих по 7 часовых поясов, слабо оснащенных наземными средствами радиозондирования.

Исследованы сигналы, которые обнаруживаются в ионосферных радиоканалах декаметровых и метровых радиоволн. Они возникают за счет отражения и рассеяния радиоволн регулярными слоями ионосферы и спорадическим слоем E[ s], за счет возвратно-наклонного рассеяния радиоволн, отражений радиоволн метеорными следами. Выявлены и описаны особенности параметров этих сигналов, что дает возможность диагностировать способ распространения радиоволн и определять условия адаптации радиоканала для круглосуточной передачи информации на одной постоянной частоте декаметрового диапазона. Библ. 9.

Описан полосовой фильтр диапазона 30 ГГц, реализованный в новой волноводной топологии с использованием объемной микромашинной обработки стандартных кремниевых пластин. Ширина прямоугольной волноводной структуры создана путем вертикального набора вытравленных кремниевых пластин. Набор по ширине пластин исключает наличие выступающих углов в конструкции, что обеспечивает более контролируемое травление. В результате в конструкции получено хорошее омическое сопротивление контактов. В сочетании с двухсторонним травлением создаются глубокие полости, позволяющие получить очень высокую добротность кремниевых микромашинных резонаторов. Описан трехрезонаторный полосовой фильтр, изготовленный и испытанный. Вносимые потери фильтра составили 1 дБ на центр. частоте 29,7 ГГц при полосе 0,654 ГГц на уровне 3 дБ.

Предлагается печатная схема фильтра со спиральными резонаторами. Спиральные резонаторы выполнены на платах, расположенных параллельно и установленных вертикально на печатной плате, как на основании. Проводники резонаторов намотаны на обоих сторонах платы и с одной стороны на другую пропущены в сквозные отверстия. Вся схема фильтра закрыта экранирующей крышкой, соединенной с заземляющим покрытием печатной платы. Один конец каждого резонатора заземлен. Эл-магн. связь между соседними резонаторами регулируется с помощью ферромагн. элементов.

Предлагается невзаимный СВЧ-схемный узел, выполняющий функции циркулятора или вентиля. Узел выполнен в стальном корпусе, в днище которого смонтирован отрезок коаксиальной линии с заполнением ферромагн. материалом в форме шайбы. Внутри корпуса на верхний наружный проводник линии положен плоский пост. магнит над ферритовой шайбой. В крышку корпуса ввинчен настроечный винт для регулировки напряженности магн. поля, создаваемого пост. магнитом. Эта регулировка может осуществляться при помощи настроечного винта, механически деформируемой пластинки для изменяемого по толщине участка стенки корпуса.

Из решения направленного графа, отвечающего схеме канонического эллиптического фильтра, получены соотношения для описания математической модели, которая позволяет выполнить расчет на ПЭВМ частотных характеристик фильтра как с полюсами затухания, так и фильтра с линейной фазочастотной характеристикой; рассмотрен алгоритм расчета частотных характеристик применительно к одномодовой и двухмодовой структурам; представлены численные результаты моделирования. Библ. 7.

Предлагается конструкция СВЧ-резонатора цилиндрической формы с устройствами для подавления мод высших порядков. На стенках резонатора в плоскости перпендикулярной продольной оси смонтированы фланцевые отрезки круглых волноводов. Волноводы ориентированы под углом 120° друг к другу. К фланцам подсоединены конусные круглые волноводы, в каждом из которых вмонтированы на стенках по диаметру 2 перегородки. Путем выбора соответствующего профиля перегородки по длине волновода поддерживается пост. критическая частота основной моды. На выходном узком конце волноводов смонтированы трансформаторы импеданса, обеспечивающие широкополосное согласование с присоединяемой коаксиальной линией. Фланцы волноводов позволяют изменять ориентацию перегородок относительно оси резонатора для оптимизации величины связи с подавляемыми высшими модами. Рассмотрено использование резонатора в диапазоне 650 МГц – 3 ГГц.

Изобретение м. б. использовано при проектировании согласующих устройств нагрузки и линии передачи, в частности антенны и передатчика (приемника), а также эквивалентов антенн, фильтрующих устройств и мультиплексоров на заданном количестве фиксированных частот. Способ согласования произвольных импедансов в диапазоне 2N дискретных значений частот состоит в том, что между согласуемым элементом со стороны входа и согласуемым элементом со стороны выхода включают постоянные реактивные элементы, к согласуемому элементу со стороны входа подключают общий вход делителя на N частотных каналов, к согласуемому элементу со стороны выхода подключают сумматор на N частотных каналов, каждый канал сумматора посредством канального согласующего устройства соединяют с соответствующим одной и той же частоте каналом делителя, входные импедансы каждого канального согласующего устройства формируют из условий согласования согласуемого элемента со стороны входа с входными импедансами каждого согласующего устройства со стороны делителя, условий согласования согласуемого элемента со стороны выхода с входными импедансами каждого канального согласующего устройства со стороны сумматора и условий физической реализуемости. Устройство согласования произвольных импедансов согласуемого элемента со стороны входа и согласуемого элемента со стороны выхода в диапазоне 2N дискретных значений частот выполняется в виде подключенного к согласуемому элементу со стороны входа общим входом делителя на N частотных каналов, а к согласуемому элементу со стороны выхода подключенного общим входом сумматора N частотных каналов, причем каналы делителя и сумматора, соответствующие одним и тем же дискретным значениям частот, соединены между собой посредством N канальных согласующих устройств в виде Т-образных соединений трех реактивных двухполюсников, значения реактансов которых выбраны из условий обеспечения входных импедансов N канальных согласующих устройств, равными импедансу согласуемого элемента со стороны входа при нагрузке на импеданс согласуемого элемента со стороны выхода, и, наоборот, в каждом канале на собственной частоте, условий развязки частотных каналов и условий физической реализуемости. Техническим результатом является обеспечение одновременного согласования согласуемых произвольных импедансов элемента со стороны входа и элемента со стороны выхода на всех 2N дискретных частотах. 10 ил., 2 табл.

Рассмотрена СВЧ камера на нерегулярном прямоугольном волноводе с Т-ребром, которая может быть использована для термообработки листовых, ленточных, нитевидных и других диэл. материалов полем СВЧ. Отмечается высокая равномерность поля по длине рабочей камеры. Для расчета собственных электродинамических параметров камеры на волноводе с Т-ребром был использован алгоритм, основанный на методе конечных элементов в форме взвешенных невязок и критерия Галеркина, описанном авторами ранее. На основе проведенного анализа был выполнен синтез рабочей камеры СВЧ нагревательной установки. Отмечаются преимущества этой камеры, по сравнению с ранее известными. Библ. 8.

Анализируется излучение точечной заряженной частицы, которая движется с ультрарелятивистской скоростью в вакуумном канале цилиндрического волновода, содержащего слой резонансно диспергирующего диэлектрика. Показано, в частности, что для достаточно тонких волноводов влияние дисперсии приводит к значительному сжатию спектра излучения, уменьшению энергий гармоник и повышению роли первой гармоники по сравнению с высшими. Для волноводов с относительно большим радиусом данные эффекты менее выражены, однако и в этом случае их необходимо учитывать, в особенности при определении частот гармоник. Отмечено, что роль резонансной дисперсии наиболее значительна в таких ситуациях, когда толщина слоя диэлектрика мала по сравнению с радиусом волновода.

Рассмотрено использование T-образных и L-образных блоков и принципа суперпозиции для анализа характеристик симметричных и несимметричных гребневых волноводов. С помощью функции Грина и метода модового согласования определено после в T-блоках. Путем суперпозиции блоков получены точные, но простые дисперсионные соотношения для симметричных и несимметричных гребневых волноводов. Быстрая сходимость дисперсионных уравнений продемонстрирована для различных критических волновых числе. Показано, что дисперсионные соотношения, в которых использована только основная мода, достаточно точны для большинства СВЧ-устройств типа ответвителей, фильтров и поляризаторов.

Описан эффективный способ автоматического проектирования (CAD) волноводных компонентов методом гибридного модового согласования и численной оценки волноводных блоков для оптимально ориентированного использования при автоматическом проектировании мощных волноводных систем. Рассмотрены асимметричные ступенчатые неоднородности в прямоугольных волноводах, неоднородности в переходах прямоугольный-круглый и круглый-круглый волноводы и шестиплечих T-соединениях. Показанные строительные блоки позволяют точно и быстро конструировать обширный класс компонентов прямоугольных и круглых волноводов, включая структуры более общей конфигурации. Для неоднородностей произвольной формы в плоскостях E и H прямоугольного волновода использована методика модосогласованного граничного контура. Дан расчет двухмодовых фильтров на диафрагмированных прямоугольных и круглых волноводах и на гребневом волноводе. Библ. 65.

Современное состояние системы связи позволяет осуществлять непосредственный вход в систему через размещаемые в помещениях антенные коробки. Для выполнения такой задачи предложены несколько вариантов конструкции антенной коробки. Цилиндрическая антенна крепится винтами ко дну стакана, причем дно практически открыто для приема эл-магн. волн. Стакан с укрепленной в нем антенной углубляется в стенку и спереди закрывается пластмассовой крышкой, в центре которой сделано отверстие для подключения кабеля. Крышка м. б. выполнена в виде квадрата.

Приводятся результаты анализа линз Rotmana (с несколькими портами) с помощью гибридной процедуры, состоящей из метода наименьших квадратов в методе конечных элементов (FEM) и метода трансфинитных элементов. Метод FEM применен для построения функционала, основанного на L[2]-норме вычетов полных уравнений Максвелла 1-го порядка, определяющих структуру эл-магн. поля. Поскольку полное уравнение Максвелла 1-го порядка решается без трудностей, то предложенный метод свободен от ложных решений. Метод трансфинитных элементов применен для переноса внешних условий в области порта во внутренние области. Предложенный метод применен для линз Rotmana с целью определения распределения полей в линзе и определения параметров рассеяния эл-магн. энергии. Результаты измерений на микрополосковой линзе с девятью портами лучей и восемью портами решеток подтверждают расчетные данные.

Рассматриваются варианты калибровки взаимных связей между элементами АР в режиме приема сигналов. Характеристики различных алгоритмов калибровки существенно зависят от ошибок в каналах связи, зависящих от отдельных элементов, приемников, кабелей и влияния взаимных связей. Для малых АР наличие взаимных связей сильно влияет на характеристики решетки. В известных методах калибровки не использовались эквивалентные элементы. При анализе не рассматривался тот факт, что матрица взаимных связей не м. б. эффективно отделена от усиления в канале, а матрица фазовых ошибок определяется приемниками и кабелями. Впервые показано, что матрица взаимных связей не м. б. определена однозначно. Представлен подробный метод расчета матрицы взаимных связей с эквивалентными элементами АР в режиме приема сигналов. Эксперим. результаты подтверждают применимость предложенного метода.