Архив рубрики: Архив номеров

Архив номеров

Нелинейная поверхностная проводимость графена: формулы и экспериментальные данные / Nonlinear Surface Conductivity of Graphene: Formulas and Experimental Data

Черепанов В. В. / Cherepanov, V. V.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Выпуск в базе РИНЦ
Черепанов В. В. Нелинейная поверхностная проводимость графена: формулы и экспериментальные данные // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 4(38). С. 2–17. DOI: 10.25210/jfop-2004-002017
Cherepanov, V. V. Nonlinear Surface Conductivity of Graphene: Formulas and Experimental Data // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 4(38). P. 2–17. DOI: 10.25210/jfop-2004-002017

Аннотация: Нелинейное поведение графена находит широкое применение при моделировании устройств, использующих процессы генерации третьей гармоники и четырехволнового смешения. Для их описания часто используют нелинейную поверхностную проводимость третьего порядка. Статья представляет собой обзор наиболее важных формул, для ее вычисления. Показано, что в реальных системах необходим учет эффектов влияния химического потенциала графена, процессов рассеяния и конечной температуры. Обозначены области применимости полных и приближенных выражений, которые показывают хорошее соответствие с имеющимися экспериментальными данными.
Abstract: The nonlinear behavior of graphene is widely used in modeling devices that use third-harmonic generation and four-wave mixing processes. Third-order nonlinear surface conductivity is often used to describe them. This article provides an overview of the most important formulas for conductivity calculating. It is shown, that in real systems the effects of the graphene chemical potential, scattering processes and finite temperature must be taken into account. The areas of applicability of complete and approximate expressions were identified, which showed a good agreement with the experimental data available.
Ключевые слова: нелинейная проводимость, третья гармоника, ТГц, оптика, резонанс, graphene, nonlinear condu…, third harmonic, THz, optics, нелинейная проводимость

Литература / References
  1. Xia, F., Yan, H., and Avouris, P. The Interaction of Light and Graphene: Basics, Devices, and Applications // Proc. IEEE. 2013. Vol. 101. No. 7. P. 1717-1731. DOI: 10.1109/JPROC.2013.2250892
  2. Mikhailov, S.A. Non-Linear Electromagnetic Response of Graphene // EPL. 2007. Vol. 79. No. 2. P. 27002. DOI: 10.1209/0295-5075/79/27002
  3. Mikhailov, S.A., Ziegler, K. Nonlinear Electromagnetic Response of Graphene: Frequency Multiplication and the Self-Consistent-Field Effects // Journal of Physics: Condensed Matter. 2008. Vol. 20. No. 38. P. 256 — 259. DOI: 10.1088/0953-8984/20/38/384204
  4. Dragoman, M., Neculoiu, D., Deligeorgis, G. et al. Millimeter-Wave Generation Via Frequency Multiplication in Graphene // Applied Physics Letters. 2010. Vol. 97. No. 9. P. 093101-3. DOI: 10.1063/1.3483872
  5. Hendry, E., Hale, P.J., Moger, J. et al. Coherent Nonlinear Optical Response of Graphene // Physical Review Letters. 2010. Vol. 105. No. 9. P. 097401. DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.097401
  6. Hafez, H.A., Turchinovich, D., Bonn, M. et al. Terahertz Nonlinear Optics of Graphene: From Saturable Absorption to High-Harmonics Generation // Adv. Opt. Materials. 2019. Vol. 7. No. 19. P. 1900771. DOI: 10.1002/Adom.201900771
  7. Wu, R., Zhang, Y., Yan, S. et al. Purely Coherent Nonlinear Optical Response in Solution Dispersions of Graphene Sheets // Nano Letters. 2011. Vol. 11. No. 12. P. 5159-5164. DOI: 10.1021/nl2023405
  8. Zhang, H., Virally, S., Bao, Q. et al. Z-Scan Measurement of the Nonlinear Refractive Index of Graphene // Optics Letters. 2012. Vol. 37. No. 11. P. 1856-1858. DOI: 10.1364/OL.37.001856
  9. Kumar, N., Kumar, J., Gerstenkorn, C. et al. Third Harmonic Generation in Graphene and Few-Layer Graphite Films // Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics. 2013. Vol. 87. No. 12. P. 121406. DOI: 10.1103/PhysRevB.87.121406.
  10. Hong, S.-Y., Dadap, J.I., Osgood, Jr. et al. Optical Third-Harmonic Generation in Graphene // Physical Review X. 2013. Vol. 3. No. 2. P. 021014. DOI: 10.1103/PhysRevX.3.021014.
  11. Soavi, G., Wang, G., Purdie, D.G. et al. Broadband, Electrically Tunable Third Harmonic Generation in Graphene // Nature Nanotechnology. 2018. Vol. 13. No. 7. P. 583-588. DOI: 10.1038/s41565-018-0145-8
  12. Dremetsika, E., Kockaert, P. Enhanced Optical Kerr Effect Method for a Detailed Characterization of the Third Order Nonlinearity of 2D Materials Applied to Graphene // Phys. Rev. B. 2017. Vol. 96. No. 23. P. 235422. DOI: 10.1103/PhysRevB.96.235422.
  13. Dremetsika, E., Dlubak, B., Gorza, S.-P. et al. Measuring the Nonlinear Refractive Index of Graphene Using the Optical Kerr Effect Method // Opt. Lett. 2016. Vol. 41. No. 14. P. 3281-3284. DOI: 10.1364/OL.41.003281.
  14. Kundys, D., Marshall, O.P., Rodriguez, F., et al. Nonlinear Light Mixing by Graphene Plasmons // Nano Letters. 2018. Vol. 18. No. 1. P. 282-287. DOI: 10.1021/Acs.Nanolett.7b04114.
  15. Gu, T., Petrone, N., McMillan, J. F. et al. Regenerative Oscillation and Four-Wave Mixing in Graphene Optoelectronics // CLEO: Science and Innovations 2012. San Jose. California. United States. 6-11 May 2012. DOI: 10.1038/Nphoton.2012.147.
  16. Hafez, H. A., Kovalev, S., Deinert, J.-C. et al. THz Nonlinear Response of Landau — Quantized Graphene // CLEO: APlications and Technology 2018. San Jose. California. United States. 13-18 May 2018. ISBN: 978-1-943580-42-2.
  17. König-Otto, J. C., Wang, Y., Belyanin, A. et al. THz Nonlinear Response of Landau-Quantized Graphene // CLEO: QELS_Fundamental Science 2017. San Jose. California. United States. 14-19 May 2017. ISBN: 978-1-943580-27-9
  18. Alexander, K., Savostianova, N. A., Mikhailov, S. A. et al. Electrically Tunable Optical Nonlinearities in Graphene-Covered SiN Waveguides Characterized by Four-Wave Mixing // ACS Photonics. 2017. Vol. 4. No. 12. P. 3039-3044. DOI: 10.1021/Acsphotonics.7b00559
  19. Dean, J. J., Van Driel, H. M. Second Harmonic Generation From Graphene and Graphitic Films // Applied Physics Letters. 2009. Vol. 95. No. 26. P. 261910-3. DOI: 10.1063/1.3275740.
  20. Dean, J. J., Van Driel, H. M. Graphene and Few-Layer Graphite Probed by Second-Harmonic Generation: Theory and Experiment // Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics. 2010. Vol. 82. No. 12. P. 125411. DOI: 10.1103/PhysRevB.82.125411
  21. Glazov, M. M., Ganichev, S. D. High Frequency Electric Field Induced Nonlinear Effects in Graphene // Physics Reports. 2014. Vol. 535. No. 15 P. 101-138. DOI: 10.1016/j.Physrep.2013.10.003
  22. Lin, I-T., Fan, C., and Liu, J.-M. Propagating and Localized Graphene Surface Plasmon Polaritons on a Grating Structure // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2017. Vol. 23. No. 1. P. 4600704. DOI: 10.1109/JSTQE.2016.2596262
  23. Luo, X., Qiu, T., Ni, Z., and Lu, W. Plasmons in Graphene: Recent Progress and Applications // Materials Science and Engineering: R Reports. 2013. Vol. 74. No. 11. P. 351-376. DOI: 10.1016/j.Mser.2013.09.001
  24. Jadidi, M. M., Murphy, T. E., Mittendorff, M. et al. Nonlinear Terahertz Absorption of Graphene Plasmons // Nano Letters. 2016. Vol. 16. No. 4. P. 2734-2738. DOI: 10.1021/Acs.Nanolett.6b00405
  25. Lin, X., Chen, H., Xu, Y. et al. Unidirectional Surface Plasmons in Nonreciprocal Graphene // New Journal of Physics. 2013. Vol. 15. P. 113003. DOI: 10.1088/1367-2630/15/11/113003
  26. Linder, J., Halterman, K. Graphene-Based Extremely Wide-Angle Tunable Metamaterial Absorber // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. P. 31225. DOI: 10.1038/Srep31225
  27. Ooi, K.J.A., Leong, P.C., Ang, L.K., Tan, D.T.H. All-Optical Control on a Graphene-on-Silicon Waveguide Modulator // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. No. 1. P. 12748. DOI: 10.1038/s41598-017-13213-6
  28. Zhong, S., Lu, Y., Li, C. et al. Tunable Plasmon Lensing in Graphene-Based Structure Exhibiting Negative Refraction // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. P. 41788. DOI: 10.1038/Srep41788
  29. Ooi, K.J.A., Chu, H.S., Bai, P., Ang, L.K. Mid-Infrared Active Graphene Nanoribbon Plasmonic Waveguide Devices // Journal of the Optical Society of America B: Optical Physics. 2013. Vol. 30. No. 12. P. 3111-3116. DOI: 10.1364/JOSAB.30.003111
  30. Low, T., Avouris, P. Graphene Plasmonics for Terahertz to Mid-Infrared Applications // ACS Nano. 2014. Vol. 8. No. 2. P. 1086-1101. DOI: 10.1021/nn406627u.
  31. Mikhailov, S. Nonlinear Electrodynamic Properties of Graphene and Other Two-Dimensional Materials // Sensors & Transducers. 2018. Vol. 225. No. 9. P. 25-35
  32. Guo, T., Jin, B., and Argyropoulos, C. Hybrid Graphene-Plasmonic Gratings to Achieve Enhanced Nonlinear Effects at Terahertz Frequencies // Phys. Rev. AP. 2019. Vol. 11. No. 2. P. 024050. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.11.024050
  33. Jin, B., Guo, T., and Argyropoulos, C. Enhanced Third Harmonic Generation with Graphene Metasurfaces // Journal of Optics. 2017. Vol. 19. No. 9. P. 094005. DOI: 10.1088/2040-8986/aa8280
  34. B. Jin and C. Argyropoulos. Nonlinear Graphene Metasurfaces with Advanced Electromagnetic Functionalities // Proceedings of SPIE — the International Society for Optical Engineering 16, Design, Materials Fabrication, Characterization, and APlications. 2018. P. 107221R. DOI: 10.1117/12.2319878
  35. Linder, J., Halterman, K. Dynamical Tuning Between Nearly Perfect Reflection, Absorption, and Transmission of Light Via Graphene/Dielectric Structures // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. P. 38141. DOI: 10.1038/Srep38141.
  36. Boyd, R.W. Nonlinear Optics // San Diego. CA: Academic Press. 2008.
  37. Воронин В. Г., Наний О. Е. Основы нелинейной волоконной оптики: учебное пособие. М.: Университетская книга, 2011. 128 c. ISBN: 978-5-91304-212-5
  38. Cheng, J. L., Vermeulen, N., and Sipe, J. E. Third Order Optical Nonlinearity of Graphene // New J. Phys. 2014. Vol. 16. P. 053014. DOI: 10.1088/1367-2630/16/5/053014
  39. Mikhailov, S. A. Quantum Theory of the Third-Harmonic Generation in Graphene // Physical Review B. 2014. Vol. 90. No. 24. P. 241301. DOI: 10.1103/PhysRevB.90.241301
  40. Cheng, J. L., Vermeulen, N., Sipe, J. E. Third Order Nonlinearity of Graphene: Effects of Phenomenological Relaxation and Finite Temperature // Phys. Rev. B. 2015 Vol. 91. No. 23 P. 235320. DOI: 10.1103/PhysRevB.91.235320
  41. Pitilakis, A., Chatzidimitriou, D., Kriezis, E. E. Theoretical and Numerical Modeling of Linear and Nonlinear Propagation in Graphene Waveguides // Opt Quant Electron. 2016. Vol. 48. P. 243. DOI: 10.1007/s11082-016-0510-5
  42. Shareef, S., Ang, Y.S., Zhang, C. Room-Temperature Strong Terahertz Photon Mixing in Graphene // J. Opt. Soc. Am. B: Opt. Phys. 2012. Vol. 29. No. 3. P. 274. DOI: 10.1364/JOSAB.29.000274
  43. Ghayoor, R., Keshavarz, A. Transmission Properties of the Periodic Structures Based on Graphene Nonlinear Optical Conductivity in a Terahertz Field // International Journal of Optics and Photonics. 2019. Vol. 13. No. 1. P. 35 — 42. DOI: 10.29252/Ijop.13.1.35.
  44. Smirnova, D. A., Shadrivov, I. V., Kivshar, Y. S., and Smirnov, A. I. Dissipative Plasmon-Solitons in Multilayer Graphene // Laser &Photonics Reviews. 2014. Vol. 8. No. 2. P. 291 — 296. DOI: 10.1002/Lpor.201300173
  45. Gorbach, A.V. Nonlinear Graphene Plasmonics: Amplitude Equation // Phys. Rev. A. 2013. Vol. 87. No. 1. P. 013830. DOI: 10.1103/PhysRevA.87.013830
  46. Chatzidimitriou, D., Pitilakis, A., and Kriezis, E. E. Rigorous Calculation of Nonlinear Parameters in Graphene-Comprising Waveguides // J. AP. Phys. 2015. Vol. 118. No. 2. P. 023105. DOI: 10.1063/1.4926501
  47. Hanson, G. W. Dyadic Green’s Functions and Guided Surface Waves for a Surface Conductivity Model of Graphene // Journal of Applied Physics. 2008. Vol. 103. P. 064302. DOI: 10.1063/1.2891452
  48. Mikhailov, S. A. Quantum Theory of the Third-Order Nonlinear Electrodynamic Effects of Graphene // Physical Review B. 2016. Vol. 93. No. 8. P. 085403. DOI: 10.1103/PhysRevB.93.085403
  49. Savostianova, N. A., Mikhailov, S. A. Third Harmonic Generation From Graphene Lying on Different Substrates: Optical-Phonon Resonances and Interference Effects // Optics Express. 2017. Vol. 25. No. 4. P. 3268-3285. DOI: 10.1364/OE.25.003268
  50. Savostianova, N. A., Mikhailov, S. A. Giant Enhancement of the Third Harmonic in Graphene Integrated in a Layered Structure // Applied Physics Letters. 2015. Vol. 107. No. 18. P. 181104. DOI: 10.1063/1.4935041
  51. Xenogiannopoulou, E., Aloukos, P., Couris, S. et al. Third-Order Nonlinear Optical Properties of Thin Sputtered Gold Films // Optics Communications. 2007. Vol. 275. No. 1. P. 217-222. DOI: 10.1016/j.Optcom.2007.02.059
  52. Marini, A., Conforti, M., Della Valle, G. et al. Ultrafast Nonlinear Dynamics of Surface Plasmon Polaritons in Gold Nanowires Due to the Intrinsic Nonlinearity of Metals // New J. Phys. 2013. Vol. 15. No. 1. P. 013033. DOI: 10.1088/1367-2630/15/1/013033
  53. Hafez, H. A., Kovalev, S., Deinert, J.-C. et al. Room-Temperature THz High Harmonics Generation in Graphene // CLEO: QELS_Fundamental Science 2018. San Jose. California. United States. 13-18 May 2018. DOI: 10.1364/CLEO_AT.2018.JTh5A.3

Вероятностные характеристики приема сигналов с замиранием при распространении по спутниковым ионосферным радиолиниям / The Error-Performances of Fading Signals Propagated Through the Ionospheric Satellite Channels

Назаров Л. Е. / Nazarov, L.E.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Fryazinsky branch of the Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the Russian Academy of Sciences
Смирнов В. М. / Smirnov, V.M.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Fryazinsky branch of the Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the Russian Academy of Sciences
Выпуск в базе РИНЦ
Назаров Л. Е., Смирнов В. М. Вероятностные характеристики приема сигналов с замиранием при распространении по спутниковым ионосферным радиолиниям // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 4(38). С. 18–23. DOI: 10.25210/jfop-2004-018023
Nazarov, L.E., Smirnov, V.M. The Error-Performances of Fading Signals Propagated Through the Ionospheric Satellite Channels // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 4(38). P. 18–23. DOI: 10.25210/jfop-2004-018023

Аннотация: Рассмотрены статистические модели узкополосных спутниковых ионосферных радиолиний, определяющих возникновение помех мультипликативного характера (замирания сигналов) за счет случайных временных и пространственных флуктуаций электронной плотности ионосферных неоднородностей. Разработана методика оценивания вероятности ошибочного приема цифровых сигналов с фазовой манипуляцией при приеме с использованием моделей замираний сигналов. Произведены численные оценки энергетических потерь по отношению к распространению в свободном пространстве с использованием приведенной методики.
Abstract: The focus of this paper is directed towards the development and investigation of the satellite ionospheric channels that determined multiplicative noise (signal fading). Ionospheric signal fading (signal scintillations) is the rapid modification of radio waves caused by small time-scale structures and space-scale in the Earth’s ionosphere. The technique of error-performance evaluation for those channels with fading was developed for digital signals with phase-shift keying. The quantitative estimates of signal/noise degradation due to ionosphere influence are implemented with help of developed the technique of error-performance evaluation.
Ключевые слова: сигналы, замирания сигналов, распределение Релея-Райса, вероятность ошибочного приема, ionosphere, signal, signal fading, Rayleigh-Rice distribution, сигналы

Литература / References
  1. Спутниковая связь и вещание: справочник. Под ред. Кантора Л. Я. М.: Радио и связь, 1997. 528 с.
  2. Назаров Л. Е., Антонов Д. В., Батанов В. В., Зудилин А. С., Смирнов В. М. Модели сцинтилляции сигналов при распространении по ионосферным спутниковым радиолиниям // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2019. Т. 11. № 1. С. 57-64. DOI: 10.17725/Rensit.2019.11.057
  3. Crane, R. K. Ionospheric Scintillation // Proceeding of IEEE. 1977. Vol. 2. P. 180-199. DOI: 10.1109/PROC.1977.10456
  4. Rino, C. L. The Theory of Scintillation with Applications in Remote Sensing. John Wiley & Sons, 2011. 244 p. ISBN: 978-0-470-64477-5
  5. Арманд Н. А. Распространение широкополосных сигналов в дисперсионных средах // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48. № 9. С. 1045-1057.
  6. Назаров Л. Е., Батанов В. В. Анализ искажений радиоимпульсов при распространении по ионосферным линиям передачи спутниковых систем связи // Электромагнитные волны и электронные системы. 2016. Т. 21. № 5. С. 37-45.
  7. Колосов М. А., Арманд Н. А., Яковлев О. И. Распространение радиоволн при космической связи. М.: Связь, 1969. 156 с.
  8. Ionospheric Propagation Data and Prediction Methods Required for the Design of Satellite Services and Systems. Recommendation ITU-R P. 531-11 (01/2012).
  9. Яковлев О. И., Якубов В. П., Урядов В. П., Павельев А. Г. Распространение радиоволн. М.: ЛЕНАНД, 2009. 496 с.
  10. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003. 1104 c.

Алгоритм приема широкополосных сигналов при распространении по трансионосферным линиям / The Algorithm for Reception of Broadband Signals Propagated Through Transionosphere Channels

Батанов В. В. / Batanov, V.V.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Fryazinsky branch of the Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the Russian Academy of Sciences
Назаров Л. Е. / Nazarov, L.E.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / Fryazinsky branch of the Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the Russian Academy of Sciences
Выпуск в базе РИНЦ
Батанов В. В., Назаров Л. Е. Алгоритм приема широкополосных сигналов при распространении по трансионосферным линиям // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 4(38). С. 24–29. DOI: 10.25210/jfop-2004-024029
Batanov, V.V., Nazarov, L.E. The Algorithm for Reception of Broadband Signals Propagated Through Transionosphere Channels // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 4(38). P. 24–29. DOI: 10.25210/jfop-2004-024029

Аннотация: Приведены методы описания искажений цифровых сигналов при их распространении по трансионосферным линиям передачи, основанные на методах линейной фильтрации. Приведено описание алгоритма компенсации данных искажений на основе использования пилот-сигнала и формирования обратного линейного фильтра. Путем компьютерного моделирования этого алгоритма показана возможность практически полной компенсации рассматриваемых искажений широкополосных сигналов.
Abstract: Methods for describing distortions of digital signals due to influence of transionosphere lines based on linear filtering methods are presented. The description of the algorithm for compensation of these distortions based on the use of a pilot-signal and the formation of an inverse linear filter is given. By means of computer simulation of this algorithm, the possibility of almost complete compensation of the considered distortions of wideband signals of systems is shown.
Ключевые слова: сигналы, искажения сигналов, компенсация искажений, вероятность ошибочного приема, ionosphere channels, broadband signals, signal distortions, algorithm, сигналы

Литература / References
  1. Спутниковая связь и вещание: справочник. Под ред. Кантора Л. Я. М.: Радио и связь, 1997. 528 с.
  2. Колосов М. А., Арманд Н. А., Яковлев О. И. Распространение радиоволн при космической связи. М.: Связь, 1969. 156 с.
  3. Арманд Н. А. Распространение широкополосных сигналов в дисперсионных средах. // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48. № 9. С. 1045-1057.
  4. Яковлев О. И., Якубов В. П., Урядов В. П., Павельев А. Г. Распространение радиоволн. М.: ЛЕНАНД, 2009. 496 с.
  5. Назаров Л. Е., Батанов В. В. Вероятностные характеристики обнаружения радиоимпульсов при распространении по ионосферным линиям спутниковых линий связи. // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. № 9. С. 1-9. DOI: 10.7868/S0033849417090169
  6. Назаров Л. Е., Батанов В. В. Анализ искажений радиоимпульсов при распространении по ионосферным линиям передачи спутниковых систем связи. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2016. Т. 21. № 5. С. 37-45.
  7. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003. 1104 c.
  8. Гинзбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967. 688 с.
  9. Ionospheric Propagation Data and Prediction Methods Required for the Design of Satellite Services and Systems. Recommendation ITU-R P. 531-11 (01/2012).

Конструирование временных сигналов с экспоненциально затухающими атомарными функциями / The Construction of Time Signals with Exponentially Damped Atomic Functions

Ерофеенко В. Т. / Erofeenko, V.T.
Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт прикладных проблем математики и информатики» / Institution of the Belarusian State University «Research Institute of Applied Problems of Mathematics and Informatics»
Кравченко В. Ф. / Kravchenko, V.F.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS; Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation RAS; Bauman Moscow State Technical University
Выпуск в базе РИНЦ
Ерофеенко В. Т., Кравченко В. Ф. Конструирование временных сигналов с экспоненциально затухающими атомарными функциями // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 4(38). С. 30–37. DOI: 10.25210/jfop-2004-030037
Erofeenko, V.T., Kravchenko, V.F. The Construction of Time Signals with Exponentially Damped Atomic Functions // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 4(38). P. 30–37. DOI: 10.25210/jfop-2004-030037

Аннотация: Предложена атомарная функция на основе классической атомарной функции . Получены рекуррентные формулы дифференцирования функции . Вычислена спектральная функция для атомарной функции . Основной результат статьи состоит в построении на основе функции атомарных функций специального вида. Получены временные сигналы, экспоненциально затухающие на временном отрезке с геометрической структурой сигналов, которые используются в технических натурных экспериментах. Для временных экспоненциально затухающих сигналов на основе интегрального преобразования Фурье получены аналитические формулы для действительных и мнимых частей их спектральных функций, представленных через спектральную функцию . По аналогии построены колеблющиеся экспоненциально затухающие временные сигналы с конкретным числом колебаний на временном отрезке сигнала. Доказан ряд теорем, иллюстрирующих свойства и прикладные аспекты построенных атомарных функций. Построенные временные сигналы обезразмерены с введением физически безразмерного времени. Спектральные функции также обезразмерены с введением физически безразмерной частоты. Физически безразмерные сигналы применяются при графическом численном моделировании в случае микросекундной длительности импульсов, используемых в экспериментах.
Abstract: Atomic function based on classical atomic function is introduced. Recurrence formulas for differentiation of function were obtained. Spectral function for atomic function was computed. The main result of the present paper is in construction of atomic functions of a special form based on function. Temporal signals are obtained that exponentially decay over a time interval with a geometric structure of signals that are used in technical field experiments. For temporal exponentially attenuating signals based on the Fourier integral transform, analytical formulas for real and imaginary parts of their spectral functions presented through the spectral function were obtained. Oscillating exponentially decaying time signals with a specific number of oscillations in the signal time interval are constructed by analogy. A number of theorems are proved that illustrate the properties and applied aspects of the constructed atomic functions. The constructed time signals are dimensionless with the introduction of physically dimensionless time. Physically dimensionless signals are used in graphical numerical simulations in the case of microsecond pulse durations used in experiments.
Ключевые слова: экспоненциально затухающие временные сигналы, колеблющиеся экспоненциально затухающие временные сигналы, спектральные функции сигналов, atomic functions, exponentially damped time signal, oscillating exponentially damped time signal, экспоненциально затухающие временные сигналы

Литература / References
  1. Ерофеенко В. Т., Козловская И. С. Аналитическое моделирование в электродинамике. М: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2014. 304 с.
  2. Кравченко В. Ф. Лекции по теории атомарных функций и некоторым их приложениям. М.: Радиотехника, 2003. 512 с. ISBN: 5-93108-019-8
  3. Кравченко В. Ф. Электродинамика сверхпроводящих структур. М.: Физматлит, 2006. 280 с. ISBN: 5-9221-0704-6
  4. Кравченко В. Ф., Рвачёв В. Л. Алгебра логики, атомарные функции и вейвлеты в физических приложениях. М.: Физматлит, 2006. 416 с. ISBN: 5-9221-0752-6
  5. Будунова К. А. Атомарные функции ha(x) в задачах фильтрации. // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 1 (35). С. 12-25. DOI: 10.25210/Jfop-2001-012026
  6. Шапиро Д. Н. Электромагнитное экранирование. Долгопрудный: Изд. Дом «Интеллект», 2010. 120 с.
  7. Лыньков Л. М., Богуш В. А., Глыбин В. П. и др. Гибкие конструкции экранов электромагнитного излучения. Минск: БГУИР, 2000. 284 с.
  8. Ерофеенко В. Т., Бондаренко В. Ф. Взаимодействие экспоненциально затухающих осциллирующих электромагнитных полей с многослойными композитными экранами // Вестник БГУ. Сер. 1. № 1. 2014. C. 62-67.
  9. Бондаренко В. Ф., Ерофеенко В. Т. Экранирование импульсных электромагнитных полей многослойными плоскопараллельными экранами с чередующимися магнитными и немагнитными слоями // Физические основы приборостроения. 2017. Т. 6. № 2. С. 53-66. DOI: 10.25210/Jfop-1702-053066
  10. Ерофеенко В. Т., Бондаренко В. Ф. Экранирование магнитного импульса пленочным многослойным экраном с чередующимися магнитными и немагнитными слоями. // Журнал технической физики. 2017. Т. 87. № 6. С. 831-836. DOI: 10.21883/JTF.2017.06.44503.1903
  11. Ерофеенко В. Т., Громыко Г. Ф., Заяц Г. М. Экранирование импульсных магнитных полей пленочным цилиндрическим экраном с нелинейной магнитной проницаемостью // Современные средства связи: Материалы XXI Международной научно-технической конференции, 20-21 октября 2016 г., Минск Республика Беларусь. — Минск: Белорусская государственная академия связи. 2016. С. 150-151.
  12. Ерофеенко В. Т., Бондаренко, В. Ф. Искажение узкополосных электромагнитных сигналов при прохождении через биизотропный экран // Электродинамика ИНФО. 2013. № 6. С. 176-180.
  13. Ерофеенко В. Т., Кравченко В. Ф., Юрин А. В. Численное исследование распространения в пространстве радиоимпульса электрического диполя // Физические основы приборостроения. 2014.Т. 3. № 2. С. 74-80.
  14. Грабчиков С. С., Труханов А. В., Солобай А. А., Ерофеенко В. Т., Василенков Н. А. Эффективность магнитостатического экранирования цилиндрическими оболочками // Известия НАН Беларуси. Сер. физ.-тех. наук. 2015. № 4. С. 101-114.
  15. Grabchikov, S. S., Trukhanov, A. V., Trukhanov, S. V., Kazakevich, I. S., Solobay, A. A., Erofeenko, V. T., Vasilenkov, N. А., Volkova, O. S., and Shakin, A. Effectiveness of the Magnetostatic Shielding by the Cylindrical Shells // J. Of Magnetismand Magnetic Materials. 2016. No. 398. P. 49-53. DOI: 10.1016/j.Jmmm.2015.08.122

К 85-летию Юрия Васильевича Гуляева / To the 85th anniversary of Yuri Vasilievich Gulyaev

Выпуск в базе РИНЦ
К 85-летию Юрия Васильевича Гуляева // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 2–3. DOI: 10.25210/jfop-2003-002003
To the 85th anniversary of Yuri Vasilievich Gulyaev // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 2–3. DOI: 10.25210/jfop-2003-002003

Аннотация: 18 сентября 2020 г. исполнилось 85 лет академику Российской академии наук, доктору физико-математических наук, профессору Юрию Васильевичу Гуляеву. Он является известным ученым в области радиофизики, членом редколлегии журнала Физические основы приборостроения, научным руководителем Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук. Редколлегия журнала, многочисленные ученики и коллеги, друзья сердечно поздравляют Юбиляра, желают ему крепкого здоровья, счастья и дальнейших творческих успехов!
Abstract: On September 18, 2020, academician of the Russian Academy of Sciences, doctor of physical and mathematical Sciences, Professor Yuri Vasilievich Gulyaev turned 85 years old. He is a well-known scientist in the field of Radiophysics, a member of the editorial Board of the journal Physical fundamentals of instrument engineering, scientific Director of the V. A. Kotelnikov Institute of radio engineering and electronics of the Russian Academy of Sciences. The editorial Board of the magazine, numerous students and colleagues, friends cordially congratulate the hero of the Day, wish him good health, happiness and further creative success!
Ключевые слова:

Литература / References

Решение задач синтеза дифракционных решеток для практических приложений / Solving Diffraction Grating Synthesis Problems for Practical Applications

Артемьева М.В. / Artemeva, M.V.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова / Lomonosov Moscow State University
Боголюбов А.Н. / Bogolyubov, A.N.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова / Lomonosov Moscow State University
Петухов А.А. / Petukhov, A.A.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова / Lomonosov Moscow State University
Выпуск в базе РИНЦ
Артемьева М.В., Боголюбов А.Н., Петухов А.А. Решение задач синтеза дифракционных решеток для практических приложений // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 4–13. DOI: 10.25210/jfop-2003-004013
Artemeva, M.V., Bogolyubov, A.N., Petukhov, A.A. Solving Diffraction Grating Synthesis Problems for Practical Applications // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 4–13. DOI: 10.25210/jfop-2003-004013

Аннотация: Рассматриваются задачи синтеза дифракционных решеток для применения в различных оптических системах и обсуждаются методы их решения. Кроме того, приводится описание физических принципов работы и способов изготовления дифракционных решеток.
Abstract: Problems of diffraction grating synthesis for application in various optical systems are considered and methods for obtaining the solution of such problems are discussed. Furthermore, physical principals and manufacturing methods of diffraction gratings are described.
Ключевые слова: задача синтеза, задача оптимального управления, diffraction grating, synthesis problem, задача синтеза

Литература / References
  1. Loewen, E.G., Popov, E. Diffraction Gratings and Applications // Marcel Dekker, Inc. 1997. ISBN: 0-8247-9923-2.
  2. Kley E.-B. Continuous Profile Writing by Electron and Optical Lithography // Microelectronic Engineering. 1997. Vol. 34. No. 3-4. P. 261-298. DOI: 10.1016/S0167-9317(97)00186-X
  3. Okano, M. et al. Optimization of Diffraction Grating Profiles in Fabrication by Electron-Beam Lithography // Applied Optics. 2004. Vol. 43. No. 27. P. 5137-5142. DOI: 10.1364/AO.43.005137.
  4. Bräuninger, H. et al. Fabrication of Transmission Gratings for Use in Cosmic x-Ray and XUV Astronomy // Applied Optics. 1979. Vol. 18. No. 20. P. 3502-3505. DOI: 10.1364/AO.18.003502.
  5. Bonod, N., Neauport, J. Diffraction Gratings: From Principles to Applications in High-Intensity Lasers // Advances in Optics and Photonics. 2016. Vol. 8. No. 1. P. 156-199. DOI: 10.1364/AOP. 8.000156.
  6. Zhang, S.W., Ying, J.X. Optimization of the Two Parameters of Classical Blaze Grating in Littrow Mount. Advanced Materials Research // Trans Tech Publications Ltd. 2012. Vol. 535. P. 1332-1336. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.535-537.1332.
  7. Shammas, S., Goud, P.A. Optimized Groove Profiles for Diffraction Gratings Obtained by an Analytical Method // Optics Letters. 1981. Vol. 6. No. 5. P. 222-224. DOI: 10.1364/OL.6.000222.
  8. Матренин П.В., Гриф М.Г., Секаев В.Г. Методы стохастической оптимизации. 2016. ISBN: 978-5-7782-2861-0.
  9. Fan, S., Zhou, Q. Optimization Design of the Diffraction Grating Profiles Based on Genetic Algorithm // Photonics North 2009. International Society for Optics and Photonics. 2009. Vol. 7386. P. 73862I. DOI: 10.1117/12.839439.
  10. Lee, C.B. Total Internal Reflection-Based High Efficiency Grating Design for a Metal-Free Polarizing Filter Applications Using Hybrid Optimization Procedure // Advances in Optical Technologies. 2014. Vol. 2014. DOI: 10.1155/2014/393010.
  11. Lin, A., Phillips, J. Optimization of Random Diffraction Gratings in Thin-Film Solar Cells Using Genetic Algorithms // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2008. Vol. 92. No. 12. P. 1689-1696. DOI: 10.1016/j.Solmat.2008.07.021.
  12. Химмельблау Д., Быховский И.М., Вавилов Б.Т. Прикладное нелинейное программирование: Пер. с англ. // Мир. 1975.
  13. Боголюбов А.Н., Петухов А.А., Трубецков М.К. Математическое моделирование многослойных дифракционных решеток // Физические основы приборостроения. 2014. Т. 3. №. 4. С. 20-27. DOI: 10.25210/jfop-1404-020027
  14. Kennedy, J., Eberhart, R. Particle Swarm Optimization. Proceedings of ICNN’95-International Conference on Neural Networks // IEEE. 1995. Vol. 4. P. 1942-1948. DOI: 10.1109/ICNN.1995.488968
  15. Shokooh-Saremi, M., Magnusson, R. Particle Swarm Optimization and its Application to the Design of Diffraction Grating Filters // Optics Letters. 2007. Vol. 32. No. 8. P. 894-896. DOI: 10.1364/OL.32.000894
  16. He, S. et al. Design of Broadband Reflector at the Visible Wavelengths Using Particle Swarm Optimization // AIP Advances. 2019. Vol. 9. No. 7. P. 075301. DOI: 10.1063/1.5090287.
  17. Pedersen, M.E.H., Chipperfield, A.J. Simplifying Particle Swarm Optimization // Applied Soft Computing. 2010. Vol. 10. No. 2. P. 618-628. DOI: 10.1016/j.Asoc.2009.08.029.
  18. Trelea, I.C. The Particle Swarm Optimization Algorithm: Convergence Analysis and Parameter Selection // Information Processing Letters. 2003. Vol. 85. No. 6. P. 317-325. DOI: 10.1016/S0020-0190(02)00447-7
  19. Ito, K., Reitich, F. A High-Order Perturbation Approach to Profile Reconstruction: I. Perfectly Conducting Gratings // Inverse Problems. 1999. Vol. 15. No. 4. P. 1067. DOI: 10.1088/0266-5611/15/4/315
  20. Rathsfeld, A., Hsiao, G.C., and Elschner, J. Grating Profile Reconstruction Based on Finite Elements and Optimization Techniques // SIAM Journal on Applied Mathematics. 2004. Vol. 64. No. 2. P. 525-545. DOI: 10.1137/S0036139902420018.
  21. Hettlich, F. Iterative Regularization Schemes in Inverse Scattering by Periodic Structures // Inverse Problems. 2002. Vol. 18. No. 3. P. 701. DOI: 10.1088/0266-5611/18/3/311.
  22. Bruckner, G., Elschner, J. A Two-Step Algorithm for the Reconstruction of Perfectly Reflecting Periodic Profiles // Inverse Problems. 2003. Vol. 19. No. 2. P. 315. DOI: 10.1088/0266-5611/19/2/305
  23. Elschner, J., Hu, G. An Optimization Method in Inverse Elastic Scattering for One-Dimensional Grating Profiles // Commun. Comput. Phys. 2012. Vol. 12. No. 5. P. 1434-1460. DOI: 10.4208/Cicp.220611.130112a
  24. Kirsch, A. Factorization of the Far-Field Operator for the Inhomogeneous Medium Case and an Application in Inverse Scattering Theory // Inverse Problems. 1999. Vol. 15. No. 2. P. 413-429. DOI: 10.1088/0266-5611/15/2/005
  25. Arens, T., Kirsch, A. The Factorization Method in Inverse Scattering From Periodic Structures // Inverse Problems. 2003. Vol. 19. No. 3. P. 1195-1211. DOI: 10.1088/0266-5611/19/5/311
  26. Arens, T., Grinberg, N. A Complete Factorization Method for Scattering by Periodic Surfaces // Computing. 2005. Vol. 75. P. 111-132.
  27. Hu, G., Lu, Y., Zhang, B. The Factorization Method for Inverse Elastic Scattering From Periodic Structures // Inverse Problems. 2013. Vol. 29. No. 11. P. 115005. DOI: 10.1088/0266-5611/29/11/115005
  28. Федоренко Р.П. Приближенное решение задач оптимального управления. М.: Наука, 1978.
  29. Elschner, J., Schmidt, G. Numerical Solution of Optimal Design Problems for Binary Gratings // J. Comput. Phys. 1998. Vol. 146. P. 603-626. DOI: 10.1006/Jcph.1998.6071.
  30. Feijóo, G. Reconstruction of Periodic Structures From Optical Scattering Measurements Using Adjoint Equations // J. Opt. Soc. Am. A. 2008. Vol. 25. No. 8. P. 1906-1920. DOI: 10.1364/JOSAA.25.001906
  31. Петухов А.А., Артемьева М.В. Применение градиентных методов для решения задач синтеза многослойных дифракционных решеток с большим числом управляющих параметров // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2020» [Электронный ресурс] / Отв.ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. Электрон. текстовые дан. (1500 Мб.). М.: МАКС Пресс, 2020. Режим доступа: https://lomonosov-msu.ru/archive/Lomonosov_2020/index.htm, свободный — Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2020». ISBN 978-5-317-06417-4.
  32. Боголюбов А.Н., Петухов А.А., Артемьева М.В. Решение задач синтеза многослойных отражающих и пропускающих дифракционных решеток с применением градиентных методов // СXVII Всероссийская школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах» имени А.П. Сухорукова («Волны-2020»). Москва, 23-28 августа 2020. Сборник трудов. Математическое моделирование в задачах волновой физики. С. 5-6. ISBN 978-5-6045125-0-0.
  33. Bendsoe, M., Sigmund, O. Topology Optimization — Theory, Methods and Applications. 2nd Edition // Springer-Verlag. 2003.
  34. Friis, K., Sigmund, O. Robust Topology Design of Periodic Grating Surfaces // Journal of the Optical Society of America B. 2012. Vol. 29. No. 10. P. 2935-2943. DOI: 10.1364/JOSAB.29.002935
  35. Dobson, D. Optimal Design of Periodic Antireflective Structures for the Helmholtz Equation // Eur. J. Appl. Math. 1993. Vol. 4. P. 321-339. DOI: https://doi.org/10.1017/s0956792500001169
  36. Dobson, D. Optimal Shape Design of Blazed Diffraction Gratings // Appl. Math. Optim. 1999. Vol. 40. P. 61-78. DOI: 10.1007/s002459900116

Модель двухступенчатого активного компрессора СВЧ-импульсов с открытым двухзеркальным накопительным резонатором в первой ступени / A Model of Two-Stage Active Compressor of Microwave-Pulses with Open Two-Mirror Storage Resonator in the First Stage

Пазынин В.Л. / Pazynin, V.L.
Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины / Usikov Institute of Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine
Выпуск в базе РИНЦ
Пазынин В.Л. Модель двухступенчатого активного компрессора СВЧ-импульсов с открытым двухзеркальным накопительным резонатором в первой ступени // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 14–27. DOI: 10.25210/jfop-2003-014027
Pazynin, V.L. A Model of Two-Stage Active Compressor of Microwave-Pulses with Open Two-Mirror Storage Resonator in the First Stage // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 14–27. DOI: 10.25210/jfop-2003-014027

Аннотация: В работе предложена модель двухступенчатого компрессора СВЧ-импульсов. Для накопления энергии в первой ступени использован открытый двухзеркальный резонатор с дифракционной решеткой, состоящей из четырех металлических брусьев прямоугольного сечения. Эта решетка позволила существенно проредить спектр собственных колебаний открытого резонатора и увеличить добротность выбранного рабочего колебания. Проведенные численные эксперименты позволили строго промоделировать все переходные процессы в компрессоре: накопление энергии в первой ступени, ее резонансную перекачку во вторую ступень, сброс в отводящий волновод. В численной модели получено значение коэффициента увеличения пиковой мощности импульса накачки 20.9дБ.
Abstract: А model of a two-stage microwave pulse compressor was proposed. For energy storage in the first stage, an open two-mirror resonator with a diffraction grating consisting of four metal bars of rectangular cross-section is used. This grating made it possible to significantly thin out the spectrum of eigen oscillations of the open resonator and to increase the quality factor of the selected operating oscillation. The numerical experiments have allowed strictly simulate all the transient processes in the compressor: the accumulation of energy in the first stage of its resonant pumping of the second stage, evacuation into the outgoing waveguide. The 20.9 dB of the peak power amplification of the pump pulse was obtained in the numerical model.
Ключевые слова: конфокальный резонатор, дифракционная решетка, метод конечных разностей во временной области, electromagnetic pulse compressor, confocal resonator, diffraction grating, конфокальный резонатор

Литература / References
  1. Девятков Н. Д., Диденко А. Н., Замятина Л. Я., Разин С. В., Юшков Ю. Г. Формирование мощных импульсов при накоплении СВЧ-энергии в резонаторе // Радиотехника и электроника. 1980. № 6. С. 1227-1230.
  2. Артеменко С. Н., Каминский В. Л., Юшков Ю. Г. Накопление и вывод энергии на H01 волне из цилиндрического резонатора // Журнал технической физики. 1986. № 7. С. 1424-1425.
  3. Диденко А. Н., Новиков С. А., Разин С. В., Чумерин П. Ю., Юшков Ю. Г. Формирование мощных сверхширокополосных радиосигналов при последовательной временной компрессии СВЧ-энергии // Доклады Академии наук СССР. 1991. Т. 321. № 3. С. 518-520.
  4. Вихарев А. Л., Горбачев А. М., Иванов О. А., Исаев В. А., Кузиков С. В., Колыско А. Л., Петелин М. И. Активный компрессор СВЧ-импульсов на осесимметричной моде круглого волновода // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24. № 20. С. 6-11.
  5. Ivanov, O.A., Lobaev, M.A., Vikharev, A.L., Gorbachev, A.M., Isaev, V.A., Hirshfield, J.L., Gold, S.H., and Kinkead, A.K. Active Microwave Pulse Compressor Using an Electron-Beam Triggered Switch // Physical Review Letters. 2013. Vol. 110. P. 115002-1-115002-5. DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.115002
  6. Бараев С. В., Коровин О. П. Повышение эффективности накачки резонансного СВЧ накопителя // Журнал технической физики. 1980. Т. 50. № 11. С. 2465-2467.
  7. Артеменко С. Н., Юшков Ю. Г. О предельных параметрах резонансных СВЧ компрессоров // Известия ВУЗов. Физика. 2011. Т. 54. № 11/2. С. 215-219.
  8. Артеменко С. Н., Самойленко Г. М. Коммутация режимов накопления и вывода сверхвысокочастотного электромагнитного излучения в сверхпроводящих резонансных компрессорах с интерференционным переключателем // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2014. Т. 57. № 1. С. 23-34.
  9. Сенюков В. А. Линейные ускорители электронов с компрессией энергии ВЧ-поля генератора // Дисс. … д. т. н., 01.04.20 — физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника. Москва. 1996.
  10. Иванников В. И., Черноусов Ю. Д., Шеболаев И. В. Переходные процессы в паре связанных резонаторов // Журнал технической физики. 1996. Т. 66. № 5. С. 162-167.
  11. Иванников В. И., Черноусов Ю. Д., Шеболаев И. В. Схема формирования высокочастотных импульсов переключаемым резонатором // Журнал технической физики. 1997. Т. 67. № 11. С. 139-141.
  12. Иванников В. И., Черноусов Ю. Д., Шеболаев И. В. Свойства связанных резонаторов // Радиотехника и электроника. 2000. Т. 45. № 2. С. 180-184.
  13. Artemenko, S. N., Avgustinovich, V.A., Novikov, S.A., Chumerin, P.Yu., Yushkov, Yu.G. Microwave Pulse Series Compression with Second Stage Cavity Being Transmission — Type One // Proc. Of the 16-th International Symposium on High Current Electronics, Tomsk (Russia). 2010. P. 470-473.
  14. Artemenko, S. N., Samoilenko, G.M., Shlapakovski, A.S., Yushkov, Yu.G. Cryogenic Resonant Microwave Compressors with Energy Extraction Through “Warm” Interference Switches // Journal of Applied Physics. 2016. Vol. 119. Iss. 1. P. 014501-1-014501-6. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4939303
  15. Стрелков С. П. Введение в теорию колебаний. М.: Наука, 1964.
  16. Мигулин В. В., Медведев В. И., Мустель Е. Р., Парыгин В. Н. Основы теории колебаний. М.: Наука, 1988.
  17. Kuzmitchev, I.K., Melezhyk, P.M., Pazynin, V.L., Sirenko, K.Yu., Sirenko, Yu.K., Shafalyuk, O.S., Velychko, L.G. Model Synthesis of Energy // Радиофизика и электроника: Сб. трудов ИРЭ им. А. Я. Усикова НАН Украины. 2008. Т. 13. № 2. С. 166-172.
  18. Sirenko, K., Pazynin, V., Sirenko, Y., and Bagci, H. Compression and Radiation of High-Power Short Radio Pulses. I. Energy Accumulation in Direct-Flow Waveguide Compressors // Progress in Electromagnetics Research. 2011. Vol. 116. P. 239-270. DOI: 10.2528/PIER11022003
  19. Sirenko, K., Pazynin, V., Sirenko, Y., Bagci, H. Compression and Radiation of High-Power Short Radio Pulses. II. A Novel Antenna Array Design with Combined Compressor/Radiator Elements // Progress in Electromagnetics Research. 2011. Vol. 116. P. 271-296. DOI: 10.2528/PIER11022004
  20. Pazynin, V.L. Simulation of the Characteristics of an Active Microwave Power Compressor // Telecommunications and Radio Engineering. 2017. Vol. 76. Iss. 12. P. 1033-1047. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i12.10
  21. Пазынин В. Л. Строгая электродинамическая модель накопительного резонатора активного компрессора СВЧ мощности // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 3(29). С. 86-106. DOI: 10.25210/Jfop-1803-086107.
  22. Pazynin, V., Sirenko, K., Sirenko, Y. High-Power Short Pulses Compression: Analysis and Modeling // Electromagnetic Waves in Complex Systems. Springer, Cham. 2016. P. 327-385. DOI: 10.1007/978-3-319-31631-4_6.
  23. Taflove, A., Hagness, S.C. Computational Electrodynamics: the Finite-Difference Time-Domain Method. Boston, London: Artech House. 2000.
  24. Пазинін В. Л. Моделювання і аналіз процесів пасивної та активної компресії електромагнітних імпульсів мікрохвильового та оптичного діапазонів // Дисс. д. ф.- м. н., 01.04.03 — радіофізика, Харків. 2019.
  25. Звелто О. Принципы лазеров. М.: Мир, 1990.
  26. Мейтленд А., Данн М. Введение в физику лазеров. М.: Наука, 1978.
  27. Крылов К. И., Прокопенко В. Т., Тарлыков В. А. Основы лазерной техники. Л.: Машиностроение, 1990.
  28. Косарев Е. Л. Открытый резонатор с эшелеттной решеткой // Электроника больших мощностей. М.: Наука, 1968. № 5. С. 96-104.
  29. Автономов В. П., Бельтюгов В. Н., Очкин В. Н., Соболев Н. Н., Удалов Ю. Б. Исследование частотно-селективных отражательной решетки в лазерном резонаторе // Квантовая электроника. 1981. Т. 8. № 10. С. 2097-2106.
  30. Белоус О. И., Фисун А. И., Ткаченко В. И., Кириленко А. А. Возбуждение колебаний в открытых резонаторах с эшелеттными и уголковоэшелеттными зеркалами // Радиотехника и электроника. 2000. Т. 45. № 5. С. 632-639.
  31. Сиренко Ю. К. Моделирование и анализ переходных процессов в открытых периодических, волноводных и компактных резонаторах. Харьков: ЭДЕНА. 2003.
  32. Velychko, L.G., Sirenko, Y.K. Controlled Changes in Spectra of Open Quasi-Optical Resonators // Progress in Electromagnetics Research B. 2009. Vol. 16. P. 85-105.
  33. Birx, D.L., Scalapino, D.J. Microwave Energy Compression Using a High-Intensity Electron Beam Switch // Journal of Applied Physics. 1980. Vol. 51. Iss. 7. P. 3629-3631. DOI: https://doi.org/10.1063/1.328143.
  34. https://drive.google.com/open?id=1503a-hu-oswhytx94ve-oxwg5ziwspn0

Исследование волноводно-щелевой антенной решетки с диэлектрическим заполнением / Investigation of Characteristics of a Slotted Waveguide Antenna with Dielectric Layer

Заргано Г.Ф. / Zargano, G.F.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Лерер А.М. / Lerer, A.M.
Южный федеральный университет / Southern Federal University
Пелевин А.О. / Pelevin, A.O.
Филиал ФГУП «Главный радиочастотный центр» в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах / The branch of FSUE «Main Radio Frequency Center» in the North-West Federal Okrug
Выпуск в базе РИНЦ
Заргано Г.Ф., Лерер А.М., Пелевин А.О. Исследование волноводно-щелевой антенной решетки с диэлектрическим заполнением // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 28–31. DOI: 10.25210/jfop-2003-028031
Zargano, G.F., Lerer, A.M., Pelevin, A.O. Investigation of Characteristics of a Slotted Waveguide Antenna with Dielectric Layer // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 28–31. DOI: 10.25210/jfop-2003-028031

Аннотация: Исследовано влияние тонкого сплошного диэлектрического слоя, расположенного непосредственно под широкой стенкой волноводно-щелевой антенной решетки, на ее рабочий диапазон. Показано, что в сочетании с диэлектрическим заполнением щелей введение тонкого диэлектрического слоя позволяет сместить вниз по частоте и расширить рабочий диапазон частот без изменения габаритных размеров волновода при сохранении характеристик направленности антенной решетки.
Abstract: The operating band of a slotted-waveguide antenna with a thin dielectric layer inside was studied. The CST simulation showed that a thin dielectric layer located directly under slots filled by another dielectric shifts the operating band down and makes it broader, with the size, gain and pattern characteristics remaining the same as for air-filled waveguide and slots.
Ключевые слова: волноводно-щелевая антенна, щелевые излучатели, dielectric layer, slotted-waveguide antenna, волноводно-щелевая антенна

Литература / References
  1. Пелевин А. О., Земляков В. В., Заргано Г. Ф. Исследование характеристик щелевой антенной решетки на основе П-волноводов // Антенны. 2018. №. 3. С. 3-7.
  2. Егоров Е. В. Частично заполненные прямоугольные волноводы. М.: Советское радио, 1967. 216 с.
  3. Заргано Г. Ф., Ляпин В. П., Михалевский В. С. и др. Волноводы сложных сечений. М.: Радио и связь, 1986. 124 с.
  4. Заргано Г. Ф., Лерер А. М., Ляпин В. П., Синявский Г. П. Линии передачи сложных сечений. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та, 1983. 319 с.
  5. Cst Studio Suite. Electromagnetic Field Simulation Software: https://www.3ds.com/products-services/simulia/products/cst-studio-suite/
  6. Мануилов М. Б., Лерер В. А., Синявский Г. П. Эффективный метод электродинамического анализа волноводно-щелевых антенных решеток // Радиотехника и Электроника. 2008. Т. 53. № 12. С. 1466-1476.

Разрешающая способности при получении изображений в искусственном радиоосвете / New Family of Infinitely Resolution of Images Obtained in Artificial Radio Lighting

Дмитриев А.С. / Dmitriev, A.S.
Институт радиотехники и электроники им В.А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Ицков В.В. / Itskov, V.V.
Институт радиотехники и электроники им В.А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Петросян М.М. / Petrosyan, M.M.
Институт радиотехники и электроники им В.А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Рыжов А.И. / Ryzhov, A.I.
Институт радиотехники и электроники им В.А. Котельникова РАН / Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS
Выпуск в базе РИНЦ
Дмитриев А.С., Ицков В.В., Петросян М.М., Рыжов А.И. Разрешающая способности при получении изображений в искусственном радиоосвете // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 32–45. DOI: 10.25210/jfop-2003-032045
Dmitriev, A.S., Itskov, V.V., Petrosyan, M.M., Ryzhov, A.I. New Family of Infinitely Resolution of Images Obtained in Artificial Radio Lighting // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 32–45. DOI: 10.25210/jfop-2003-032045

Аннотация: Рассматривается задача оценки разрешающей способности системы получения изображений в микроволновом сверхширокополосном (СШП) хаотическом радиоизлучении — в радиосвете. Разработана направленная приемная система и проведены эксперименты по оценке ее разрешающей способности в зоне Фраунгофера и в зоне Френеля. Показана возможность повышения разрешающей способности за счет компенсации картины фона. Проведены эксперименты по оценке влияния препятствий на разрешающую способность. Показано, что наличие стен с затуханием 6-8 дБ слабо влияет на разрешающую способность рассматриваемой наблюдательной системы.
Abstract: The problem of estimating the resolution of an imaging system in a microwave ultrawideband (UWB) chaotic radiation (radio light) is considered. A directional receiving system was developed and experiments were carried out to assess its resolution in the Fraunhofer zone and in the Fresnel zone. The possibility of improving the resolution of the system using compensation of background radiation is shown. Experiments were carried out in order to assess the effect of the obstacles on the resolution. It is shown that the presence of walls with an attenuation of 6-8 dB has little effect on the resolution of the considered observational system.
Ключевые слова: генераторы динамического хаоса, приёмник радиосвета, изображение в радиосвете, artificial radio illumination, generators of dynamic chaos, radiolight receiver, генераторы динамического хаоса

Литература / References
  1. Armand, N.A., Polyakov, V.M. Radio Propagation and Remote Sensing of the Environment. Boca Raton: CRC Press. 2005. 448 p.
  2. Шарков Е. А. Радиотепловое дистанционное зондирование Земли: физические основы. М.: ИКИ РАН. 2014. Т. 1. 544 c.
  3. Гуляев Ю. В., Годик Э. Э. // Вестн. АН СССР. 1983. №.8. С. 118-125.
  4. Гуляев Ю. В. Физические поля и излучения человека. Новые неинвазивные методы медицинской диагностики. М.: РБОФ «Знание» им. С. И. Вавилова, 2009. 28 c.
  5. Polivka, J. Active Microwave Radiometry, International Journal of IR and MM Waves, 1995. Vol. 16. No. 3. P. 483-500.
  6. Polivka, J. Mapping Field Density Distribution in Radiators by Microwave Noise // International Journal of IR and MM Waves. 1996. Vol. 17. No. 10. P. l779-1788. DOI: 10.1007/BF02069589
  7. Polivka, J., Fiala, P., Machac, J. Microwave Noise Field Behaves Like White Light // Progress in Electromagnetics Research. 2011. Vol. 111. P. 311-330. DOI: 10.2528/PIER10041304
  8. Дмитриев А. С., Ефремова Е. В., Герасимов М. Ю., Ицков В. В. Радиоосвещение на основе сверхширокополосных генераторов динамического хаоса // РЭ. 2016. Т. 61. № 11. С. 1-11. DOI: 10.7868/S0033849416110024.
  9. Дмитриев А. С., Ефремова Е. В. Источники радиоосвещения на основе сверхширокополосных микрогенераторов хаотических колебаний // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42. № 24. С. 49-57.
  10. Dmitriev, A.S., Efremova, E.V., Gerasimov, M.Y., Itskov, V.V. Look at the World in a Different Light // Nonlinear Phenomena in Complex Systems. 2017. Vol. 20. No. 2, P. 133-143.
  11. Гуляев Ю. В., Дмитриев А. С., Ицков В. В., Петросян М. М., Рыжов А. И., Уваров А. В. Экспериментальная ячейка приемника радиосвета // Письма в ЖТФ. 2018. Т. 44. № 21. С. 81-90.
  12. Гуляев Ю. В., Дмитриев А. С., Ицков В. В., Петросян М. М., Рыжов А. И., Уваров А. В. Ячейка приемника радиосвета // Радиотехника и электроника. 2018. Т. 63. № 9. С. 1-7. DOI: 10.1134/S0033849418090085.
  13. Дмитриев А. С., Ицков В. В., Петросян М. М., Попов М. Г., Рыжов А. И. Искусственное радиоосвещение: источники, приёмники и получение изображений // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 3(29). С. 50-63.
  14. Дмитриев А. С., Ицков В. В., Петросян М. М., Попов М. Г., Рыжов А. И. Искусственное радиоосвещение в закрытом пространстве // Радиотехника и электроника. 2019. Т. 64. № 9. С. 916-925. DOI: 10.1134/S0033849419080047.
  15. Ландсберг Г. С. Оптика. Учеб. Пособие: Для вузов. 6-е изд., стереот. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 258 с.
  16. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 4. М.: Оптика, 1980. 752 с.
  17. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983. С. 615.
  18. Гуриков В. А. Эрнст Аббе. М.: Наука, 1985. 160 c.
  19. Ondrej Sisma, Alain Gaugue, Christophe Liebe, Jean-Marc Ogier. UWB Radar: Vision Through a Wall // in IFIP International Federation for Information Processing. 2007. Vol. 245. P. 241-251. DOI: 10.1007/s11235-008-9087-z.
  20. Чубинский Н. П. Использование фокусирующих устройств в задачах радиовидения // V Всероссийские Армандовские Чтения. Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред — Муром, 29.06. 01.07.2015: Материалы конференции. С. 40-51. Изд.-полиграф. центр МИ ВлГУ.

Пьезоэлектрические материалы для вибрационных преобразователей плотности вязких жидкостей / Piezoelectric Materials for Vibration Density Converters of Viscous Liquids

Зацерклянный О.В. / Zatserklyannyi, O.V.
НКТБ «Пьезоприбор»; Южный федеральный университет / NKTB «Piezopribor»; Southern Federal University
Панич А.Е. / Panich, A.E.
НКТБ «Пьезоприбор»; Южный федеральный университет / NKTB «Piezopribor»; Southern Federal University
Выпуск в базе РИНЦ
Зацерклянный О.В., Панич А.Е. Пьезоэлектрические материалы для вибрационных преобразователей плотности вязких жидкостей // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 3(37). С. 46–51. DOI: 10.25210/jfop-2003-046051
Zatserklyannyi, O.V., Panich, A.E. Piezoelectric Materials for Vibration Density Converters of Viscous Liquids // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 3(37). P. 46–51. DOI: 10.25210/jfop-2003-046051

Аннотация: Описаны физические принципы и требования к системе возбуждения и измерения параметров колебаний вибропреобразователя плотномера вязких жидкостей. Представлены критерии выбора оптимальных пьезоматериалов для применения в вибропреобразователях плотности вязких сред. Представлены экспериментальные данные, подтверждающие оптимальность выбора пьезоматериалов.
Abstract: Described were physical principles and requirements for a system of excitation and measurement of fluctuation parameters of a vibration transducer of a viscous liquids density meter. Criteria of determination for the optimal piezomaterials utilized in vibrations transducers of viscous environments were presented. Experimental evidence confirming optimality of choosing piezomaterials was introduced.
Ключевые слова: плотномер, пьезокерамические материалы, актюаторы, пьезоэлектрические датчики механических величин, пьезомодуль, пьезоэлектрические коэффициенты, vibration transducer, density meter, piezoceramic materials, actuator, piezoelectric sensor of mechanic quantities, piezomodulus, плотномер

Литература / References
  1. Зацерклянный О. В. Вибрационные плотномеры газов и жидкостей для продукции газоконденсатных скважин // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2011. № 2. С. 9-13.
  2. Гориш А. В., Панич А. Е., Свирская С. Н., Янчич В. В. Перспективы развития пьезоэлектрических датчиков механических величин для РКТ и других областей // Сб. тр. науч.-техн. конф. «Информационно-измерительная техника». М.: РУНД, 2014. С. 282-293.
  3. Панич А. Е., Янчич В. В. Управление характеристиками пьезоэлектрических датчиков с интегрированными многофункциональными преобразователями // Матер. V Междунар. конф. «Геоинформационные технологии и космический моиторинг». Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2012. С. 329-334.
  4. Панич А. Е. Отечественные пьезокерамические материалы для датчиков механических величин // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 1. С. 30-35. DOI: 10.25210/jfop-1901-030035.