Радиотехника и электроника

Представлен обзор достижений в области исследований электромагнитных волн со спиральным фазовым фронтом и их приложений. Рассмотрены известные способы излучения и приема таких волн, а также их применения с целью увеличения эффективности использования частотного спектра в системах радиосвязи за счет одновременной передачи сигналов на нескольких вихревых модах с различными угловыми индексами, улучшения характеристик радиолокационных систем с синтезированной апертурой за счет получения дополнительной информации, методы уменьшения обратного рассеяния радиолокационных объектов. Обсуждаются пути дальнейших исследований.

Рассмотрена задача определения ошибок измерения угловых координат (углового шума) радиолокационной цели, представленной в виде многоточечной модели. Предложен метод расчета ошибок угловых координат целей, в основе которого лежит определение градиента фазового поля волны в точке приема отраженных сигналов. Получены аналитические соотношения, позволяющие проводить расчеты направления прихода волн при произвольном числе и расположении точек многоточечной модели цели. Для различных видов целей – низколетящих, групповых и одиночных целей с различным числом точек, проведены расчеты ошибок углов прихода радиоволн. При этом под угловыми ошибками понимается отклонение направления прихода отраженных радиоволн от направления на геометрический центр цели. Проведен анализ причин возникновения аномальных ошибок измерения углов для рассмотренных случаев численных расчетов.

Разработан алгоритм параметрического синтеза многокаскадных усилителей отражательного типа с использованием реактивных, резистивных, смешанных и комплексных согласующих четырехполюсников, включенных в цепь обратной связи. Рассмотрены возможности синтеза таких усилителей с использованием коэффициента отражения на входе и выходе радиоустройства. Определены взаимосвязи между элементами классической матрицы передачи цепи обратной связи, оптимальные по выбранному критерию. Получены зависимости сопротивлений части двухполюсников указанных типов четырехполюсников от частоты, оптимальные по критерию обеспечения заданных частотных характеристик. Установлены двойственные перестановки, позволяющие определять входные сопротивления для структурных схем типа “нелинейная часть – дополнительный четырехполюсник” при известных выражениях для выходных сопротивлений структурных схем типа “дополнительный четырехполюсник – нелинейная часть” и наоборот. При этом использованы теория четырехполюсников, методы матричной алгебры, параметрического синтеза управляющих устройств СВЧ, декомпозиции и математического анализа частотных характеристик усилителей отражательного типа.

Рассмотрены автомодуляционные и хаотические колебания в системе из двух связанных осцилляторов, возбуждаемые внешней периодической силой. Предполагается, что первый осциллятор обладает кубической нелинейностью и связан со вторым осциллятором квадратичной связью. Приведены два примера задач, приводящих к такой модели: первая задача – это задача возбуждения мощного гиперзвука в ферритовой пластине с магнитоупругими свойствами; вторая – задача возбуждения шумовых электромагнитных колебаний в ферритовом диске, помещенном в электродинамический резонатор. Отмечено, что обе задачи могут быть сведены к решению упрощенной системы из двух укороченных уравнений колебательного типа, первое из которых соответствует магнитному осциллятору, а второе – упругому или электродинамическому. Получены развертки колебаний по времени, параметрические портреты для смещения и его производной, а также частотные спектры возбуждаемых колебаний в широком интервале амплитуды возбуждения. Выявлены два основных режима колебаний: режим № 1 – мультигармонический регуляризированный, режим № 2 – мультигармонический квазихаотический, которые, начиная с регулярного, поочередно сменяют друг друга по мере увеличения уровня возбуждения.

На моделях, включающих различные варианты задания оси пучка и потенциала на ней с учетом асимптотик антипараксиальной теории при эмиссии в Т-режиме, исследованы структура потока и реализующее эту структуру лапласовское поле. Обсуждены проблемы неоднородного распределения параметров на поверхности катода и формирования торцов ленточного пучка с деформируемым за счет сносовой скорости поперечным сечением.

Рассмотрены вычислительные особенности применения метода расчета периодических процессов при анализе схем с мемристорными приборами. Предложена модификация итеративной процедуры, позволяющая улучшить вычислительные свойства при моделировании периодических режимов благодаря учету характеристик мемристоров. Приведены примеры моделирования, подтверждающие работоспособность разработанной вычислительной схемы.