Архив рубрики: ФОП.15.04

Радиолокационная идентификация пустынных областей — источников насыщения пылью атмосферы / Radar identification of desert regions are sources of atmospheric dust saturation

Бычков Д. М. / Bychkov, D. M.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Иванов В. К. / Ivanov, V. K.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Матвеев А. Я. / Matveev, A. Ya.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Цымбал В. Н. / Tsymbal, V. N.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Яцевич С. Е. / Yatsevich, S. E.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1504-056069

Бычков Д. М., Иванов В. К., Матвеев А. Я., Цымбал В. Н., Яцевич С. Е. Радиолокационная идентификация пустынных областей — источников насыщения пылью атмосферы // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 4(17). С. 56–69.
Bychkov, D. M., Ivanov, V. K., Matveev, A. Ya., Tsymbal, V. N., Yatsevich, S. E. Radar identification of desert regions are sources of atmospheric dust saturation // Physical Bases of Instrumentation. 2015. Vol. 4. No. 4(17). P. 56–69.


Аннотация: Представлены первые результаты отработки радиолокационного метода идентификации пустынных областей, в которых происходит эоловый процесс подъема пыли с поверхности в атмосферу. Для отработки метода использованы калиброванные данные радиолокационного дистанционного зондирования (ДЗ) пустынь Мавритании ASAR Envisat-1, предоставленные Европейским космическим агентством (ESA) в рамках выполнения проекта ID: C1F.30193. Для идентификации источников подъема пыли использованы проявления аномально узконаправленного обратного рассеяния радиоволн, возникавшие при локальных углах облучения поверхности Θ ~30° [1]. Проанализированы особенности проявления узконаправленного обратного аномального рассеяния радиоволн на радиолокационных изображениях при различных скоростях приповерхностного ветра и разных соотношениях направлений ветра и радиолокационного облучения поверхности. Показано, что характеристики рассеяния хорошо согласуются с особенностями формирования границы ионизированного слоя, окаймляющего структуры песчаной ряби в процессе ее формирования при эоловом переносе песчано-пылевой смеси. При этом ионизация вызывается сильным неоднородным электрическим полем, возникающим за счет перемещения по воздуху над песчаной подложкой отрицательно заряженных песчинок — сальтонов и рептонов. Отмечено, что радиолокационное ДЗ позволяет выявлять районы поднятия пыли в атмосферу даже на этапе зарождения процесса независимо от освещенности, состояния облачного покрова и запыленности атмосферы.

Abstract: The first results of adjustment of a radar method of identification of desert regions in which there is a process of a dust lifting from a surface in atmosphere, generated by Aeolian near-surface sandy-dust mix transportation are presented. Adjustment was made with use of the remote sensed Envisat-1 ASAR calibrated data of Mauritania deserts, provided by ESA in frame of Restrained Dataset Project ID: C1F.30193. For identification were used manifestations of anomaly highly directional radio waves backscattering effects, appeared at the incidence angle surface illuminations Θ ~30° [1]. The peculiarities of anomaly highly directional radio waves backscattering manifestation on radar images resulting from the various of the near-surface wind speeds and directions, different relationships of surface radar illumination and wind directions. It is shown that they are in good agreement with the peculiarities of the formation of the boundary layer of ionized bordering structure sand ripples in the process of aeolian sand-dust mixture transportation. Ionization is caused by a strong inhomogeneous electric field arising due to the movement of negatively charged grains — saltants and reptons on air over sandy surface. It is shown that radar remote sensing makes it possible to identify areas providing lifting dust into the atmosphere by radar remote sensing regardless of atmospheric dustiness, light and clouds conditions.

Ключевые слова: атмосферная пыль, узконаправленное обратное рассеяние радиоволн, эоловый перенос песка и пыли, выявление районов поднятия пыли в атмосферу, песчаная рябь, ионизация, электрическое поле, radar sensing, highly directional radio wave backscatter, aeolian transport of sand and dust, identification of areas providing lifting dust into the atmosphere, sand ripples, ionization, атмосферная пыль


Литература / References
  1. Геологическая деятельность ветра: [сайт]. URL: http://helpiks.org/1-55062.html.
  2. Ozer, P. Dust in the Wind and Public Health: Example From Mauritania // International Conference Desertification, Migration, Health, Remidiation and Local Governance. Royal Academy for Overseas Sciences United Nations Brussels. 2006. P. 55-74.
  3. Herrmann, L., Stahr, K., and Jahn, R. The Importance of Source Region Identification and Their Properties for Soil-Derived Dust: the Case of Harmattan Dust Sources for Eastern West Africa // Contributions to Atmospheric Physics. 1999. No. 72. P. 141-150.
  4. Ellwood, J. M., Evans, P. D., and Wilson, I.G. Small Scale Aeolian Bedforms // J. Sediment. Petrol. 1975. Vol. 45. P. 554-561.
  5. Kok, J. F., Parteli, E. J. R., Timothy I. M., and Karam, D.B. The Physics of Wind-Blown Sand and Dust / Rep. Prog. Phys. 2012. No. 75. 106901 P. 72. Doi:10.1088/0034-4885/75/10/106901.
  6. Kevin, K. W., Greeley, R. Laboratory and Field Measurements of the Modification of Radar Backscatter by Sand // Remote Sensing of Environment. 2004. No. 89. P. 29-40.
  7. Архивные данные метеосайта: [сайт]. URL: http://www.wetter3.de/archiv/index.html.
  8. Kok, J. F., Renno, N. O. Electrostatics in Wind-Blown Sand. [сайт]. URL: Arxiv.Org/Pdf/0711.1341.
  9. Lämmel, M., Rings, D., and Kroy, K. A Two-Species Continuum Model for Aeolian Sand Transport // New Journal of Physics. 2012. 14. 093037. P. 24.
  10. Carneiro, M.V., Araújo, N.A.M., Pühtz, T., and Herrmann, H. J. Mid-Air Collisions Enhance Saltation // Phys. Rev. Lett. 111. 058001. 2 August 2013. URL: http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.111.058001
  11. Anderson, R. S., Durham, P. K. Wind Modification and Bed Response During Saltation of Sand in Air Acta Mechanica. 1991. Vol. 1: Mechanics. P. 21-54.
  12. Lämmel, M., Meiwald, A., and Kroy, K. Analytical Mesoscale Modeling of Aeolian Sand Transport: [сайт]. URL: Arxiv.Org/Pdf/1405.0624
  13. Steven, L. Namikas Field Measurement and Numerical Modelling of Aeolian Mass Flux Distributions on a Sandy Beach // Sedimentology. 2003. Vol. 50. Iss. 2. P. 303-326.
  14. Ho, T.D., Valance, A., Dupont, P. A. Ould El Moctar Aeolian Sand Transport: Length and Height Distributions of Saltation Trajectories // Aeolian Research. 2014. Vol. 12. P. 65-74.
  15. Greeley, R, Blumberg, D.G., and Williams, S.H. Field Measurements of the Flux and Speed of Wind-Blown Sand // Sedimentology. 1996. Vol. 43. Iss. 1. P. 41-52.

Акустооптические методы идентификации объектов в гиперспектральном анализе / Acousto-optical Methods of Identification Objects in the Hyper Spectral Analysis

Герус А. В. / Gerus, A. V.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН / RUS Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
Герус Т. Г. / Gerus, T. G.
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН / RUS Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1504-070083

Герус А. В., Герус Т. Г. Акустооптические методы идентификации объектов в гиперспектральном анализе // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 4(17). С. 70–83.
Gerus, A. V., Gerus, T. G. Acousto-optical Methods of Identification Objects in the Hyper Spectral Analysis // Physical Bases of Instrumentation. 2015. Vol. 4. No. 4(17). P. 70–83.


Аннотация: Проведен анализ различных типов аппаратных функций акустооптических фильтров и возможных методик идентификации мелких объектов в присутствии фона. Предложены и исследованы новые методики определения объектов, позволяющие быстро различать с близкими спектральными характеристиками. Исследован новый тип аппаратных функций фильтров, способных делать это в автоматическом режиме. Предложена идея применения фильтров с новыми вариантами аппаратных функций в цифровом исполнении, что может значительно ускорить время идентификации объектов.

Abstract: The analysis of various types of hardware functions of acousto-optical filters, and possible methods of identification of small objects in the presence of background is held. New techniques of determining objects which allow to quickly distinguishing ones with close spectral characteristics are suggested. We proposed and investigated a new type of hardware filter functions that can do this automatically. It proposed the idea of using filters with new types of hardware functions in a digital version, which can significantly speed up the time of objects identification.

Ключевые слова: аппаратная функция, вектор фона, acousto-optical filter, apparatus function, аппаратная функция


Литература / References
  1. Voloshinov, V.B., Molchanov, V.Ya., and Mosquera, J.C. Spectral and Polarization Analysis of Optical Images by Means of Acousto-Optics // Optics and Laser Technology. 1996. Vol. 28. No. 2. P. 119-127.
  2. Балакший В. И., Волошинов В. Б. Акустооптическая обработка изображений в когерентном свете // КЭ. 2005. Т. 35. № 1. С. 85-90.
  3. Gupta, N., Voloshinov, V. Hyperspectral Imager From Ultraviolet to Visible, with a KDP Acousto-Optic Tunable Acousto-Optic Filter // Applied Optics. 2004. Vol. 43. No. 13. P. 2752-2759.
  4. Gupta, N., Voloshinov, V.B., Knyazev, G.A., and Kulakova, L.A. Tunable Wide Angle Acousto-Optic Filter Applying Single Crystal Tellurium // Journal of Optics. 2011. No. 14. P. 035502-035511.
  5. Ананьев Е. Г., Пожар В. Э., Пустовойт В. И. Акустооптические методы измерения спектров оптического излучения // Оптика и спектроскопия 1987. Т. 62. Вып. 1. С. 159-165.
  6. Windels, F.W., Pustovoit, V.I., and Leroy, O. Collinear Acousto-Optic Diffraction, Using Two Nearby Sound Frequencies // Ultrasonics. 2000. Vol. 38. Iss. 1-8. P. 586-589.
  7. Pustovoit, V.I. Special Cases of Light Collinear Diffraction on Sound Waves in Crystals // Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2004. Vol. 13. No. 2. P. 842-850.
  8. Pustovoit, V.I., Pozhar, V.E., Mazur, M.M., Shorin, V.N, Kutuza, I.B., and Perchik, A.V. Double-AOTF Spectral Imaging System // Proc. Of SPIE 2005. Vol. 5953. P. 200-203.
  9. Shnitser, P., Rheaume, L., McNamee, S., Agurok, I., Sandomirsky, S., and Avakian, A. Real-Time Spectrally Efficient Target Imaging // Proc. SPIE. 1997. Vol. 3140. P. 157-173.
  10. Проклов В, В., Бышевский-Конопко О.А., Григорьевский В. И. Перспективные акустооптические методы фильтрации света для оптических информационно-коммуникационных систем // РЭ. 2013. Т. 58. № 9. С. 905-915.
  11. Proklov, V.V., Byshevski-Konopko, O.A., and Lugovskoi, A.V. On the Possibility of Developing Matched Acousto-Optical Light Filtering Method for Incoherent Telecommunications and Earth Remote Investigations // Acta Physica Polonica A. 2015. Vol. 127. P. 29-35.
  12. Manolakis, D., Shaw, G. Detection Algorithms for Hyperspectral Imaging Applications // Signal Processing Magazine. IEEE. 2002. Vol. 19. No. 1. P. 378-384.
  13. Балакший В. И., Парыгин В. Н., Чирков Л. Е. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь. 1985.
  14. USGS Digital Spectral Library 06 // URL: http://speclab.cr.usgs.gov/spectral.lib06/

Резонансное возбуждение волновода с анизотропным заполнением / Resonant Excitation of Waveguide with Anisotropic Filling

Делицын А. Л. / Delitsyn, A. L.
Московский государственный университет / RUS Московский государственный университет
Трошина И. К. / Troshina, I. K.
Московский государственный университет / RUS Московский государственный университет
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1504-084087

Делицын А. Л., Трошина И. К. Резонансное возбуждение волновода с анизотропным заполнением // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 4(17). С. 84–87.
Delitsyn, A. L., Troshina, I. K. Resonant Excitation of Waveguide with Anisotropic Filling // Physical Bases of Instrumentation. 2015. Vol. 4. No. 4(17). P. 84–87.


Аннотация: Рассматривается задача о волноводе с анизотропным заполнением. Анализируются типы критических точек дисперсионных кривых. Исследуется вопрос о резонансном возбуждении волновода в критических точках дисперсионных кривых.

Abstract: The waveguide with anisotropic filling excitation problem is considered. The critical points of dispersion curves investigated. The resonance excitation for critical points explored.

Ключевые слова: дисперсионные кривые, резонансное возбуждение, waveguide with anisotropic filling, dispersion curves, дисперсионные кривые


Литература / References
  1. Де-Бройль Л. Электромагнитные волны в волноводах и полых резонаторах. М.: Гос. Изд-во иностранной литературы, 1948.107с.
  2. Кисунько Г. В. Электродинамика полых систем. Л.: Изд-во ВКАС, 1949. 426 с.
  3. Тихонов А. Н., Самарский А. А. О возбуждении радиоволноводов // ЖТФ. 1947. Т. 17. № 11. С. 1283-1296.
  4. Морс Ф. М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. Т. 2. М.: ИЛ, 1960. 897с.
  5. Свешников А. Г. Принцип излучения // ДАН СССР. 1950. Т. 73. № 5. С. 917-920
  6. Ramm, A., Werner, P. On the Limit Amplitude Principle for a Layer // J.Reine Angew. Math. 1985. Vol. 360. P. 19-46.
  7. Delitsyn, A.L., Troshina, I.K. Complex Waves in a Waveguide with an Anisotropic Filling // Journal of Communication Technology and Electronics. 2005. Vol. 50. No. 7. P. 815-820.

Имитационная модель сигнала обратного рассеяния от суши / Simulation Model of the Signal Backscattering from the Groun

Кравченко В. Ф. / Kravchenko, V. F.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / RUS Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Кривенко Е. В. / Krivenko, E. V.
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
Луценко В. И. / Lutsenko, V. I.
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
Луценко И. В. / Lutsenko, I. V.
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
Соболяк А. В. / Sobolyak, A. V.
Государственное предприятие «Харьковское конструкторское бюро по машиностроению имени А.А. Морозова» / RUS Государственное предприятие «Харьковское конструкторское бюро по машиностроению имени А.А. Морозова»
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1504-003029

Кравченко В. Ф., Кривенко Е. В., Луценко В. И., Луценко И. В., Соболяк А. В. Имитационная модель сигнала обратного рассеяния от суши // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 4(17). С. 3–29.
Kravchenko, V. F., Krivenko, E. V., Lutsenko, V. I., Lutsenko, I. V., Sobolyak, A. V. Simulation Model of the Signal Backscattering from the Groun // Physical Bases of Instrumentation. 2015. Vol. 4. No. 4(17). P. 3–29.


Аннотация: В классе полумарковских смешанных процессов предложена статистическая модель негауссова сигнала, рассеянного сушей. С использованием экспериментальных данных по обратному рассеянию от суши в СВЧ и КВЧ диапазонах волн определены параметры, входящие в состав модели (пространственные характеристики рассеянного сигнала от различных участков местности, их спектральные характеристики, а также их зависимость от сезона и погодных условий). Изучены характеристики рассеяния отдельными фрагментами растительности. Предложенный подход позволяет имитировать сигналы обратного рассеяния от суши при высоком разрешении РЛС по дальности и азимутальному углу, а также оценить рабочие характеристики систем селекции и обнаружения объектов на фоне суши.

Abstract: In the category of half Markov combined processes the statistical model of non Gaussian signal scattered from earth surface is proposed. With use of experimental data of the backscattering from the earth in microwave and millimeter bands the parameters which are a part of model are determined (spatial characteristics of scattered signal from various sites of the land their spectral characteristics, and also their dependence on a season and weather conditions). Scattering characteristics of individual fragments of vegetation were studied. The proposed method lets to emulate the signals of the backscattering from sea using the radars having high distance and azimuth angle resolution and to estimate operating characteristics of the systems of objects indication and acquisition against an earth surface background.

Ключевые слова: матрицы рассеяния, эффективная поверхность рассеяния, спектр, фазовые состояния процесса, semi-Markov enclosed processes, dispersion matrixes, effective surface of dispersion, range, матрицы рассеяния


Литература / References
  1. Транк Дж.В. Радиолокационные характеристики нерелеевских отражений от морской поверхности // Зарубежная радиоэлектроника. 1973. № 2. C. 3-19.
  2. Транк Дж.В., Георг С. Ф. Обнаружение целей на фоне помех от морской поверхности с негауссовым распределением // Зарубежная радиоэлектроника. 1971. № 7. C. 17-28.
  3. Kulemin, G. P. Millimeter-Wave Radar Targets and Clutter / Tech. Ed. David K. Barton. Boston, London: Artech House, 2003. 417 p.
  4. Чабдаров Ш. М., Трофимов А. Т. Полигауссовы представления произвольных помех и прием дискретных сигналов // Радиотехника и электроника. 1975. Т. 20. № 4. С. 734-745.
  5. Чабдаров Ш. М., Надев А. Ф., Файзуллин Р. Р., Сенюшин А. В., Фалин А. В., Егоров А. Е. Новые классы полигауссовых моделей в статистической теории приема сигналов современных радиоэлектронных радиосистем // Прикладная радиоэлектроника. Харьков: 2002. Т. 1. № 2. С. 171-180.
  6. Луценко В. И. Имитационная модель сигнала обратного рассеяния от морской поверхности // Успехи современной радиоэлектроники. 2008. № 4. С. 59-73.
  7. Lutsenko, V. I., Lutsenko, I. V., Khomenko, S. I., and Zatserklyany, A.Ye. Simulation Statistical Model of Reflection From the «Clear-Sky» // Telecommunications and Radio Engineering. 2005. Vol. 63. No. 5. P. 371-380.
  8. Кравченко В. Ф., Луценко В. И., Масалов С. А., Пустовойт В. И. Анализ нестационареных сигналов и полей с использованием вложенных полумарковских процессов // Доклады Академии Наук. 2013. Т. 453. № 2. С. 1-4.
  9. Kravchenko V. F., Lutsenko V. I., Lutsenko I. V., Popov D. O. Description and Analysis of Non-Stationary Signals by Nested Semi-Markov Processes // Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2014. Vol. 5. No. 3 (Sept. 2014, Sum No. 9). P. 25-32
  10. Кравченко В. Ф, Кравченко О. В., Луценко В. И., Луценко И. В., Чуриков Д. В. Восстановление информационных параметров природных сред с использованием атомарных и WA-систем функций. Обзор. Часть I. Применение теории полумарковских полей и финитных функций для описания нестационарных процессов // Физические основы приборостроения. 2014. Т. 3. № 2. С. 3-17.
  11. Кравченко В. Ф., Луценко И. В., Луценко В. И. Рассеяние радиоволн морем и обнаружение объектов на его фоне. М.: Физматлит, 2015. 448 с.
  12. Кулемин Г. П., Горошко Е. А., Тарнавский Е. В. Пространственно-временные характеристики обратного рассеяния от земной поверхности // Успехи современной радиоэлектроники. 2004. № 12. С. 60-70.
  13. Иванов В. К., Пащенко Р. Э., Стадник А. М., Яцевич С. Е. Применение фрактального анализа при обработке сельскохозяйственных угодий // Успехи современной радиоэлектроники. 2007. № 5. С. 48-55.
  14. Иванов В. К., Кучук Г. А., Стадник А. М., Яцевич С. Е. Методы многочастотного радиолокационного дистанционного зондирования лесов // Успехи современной радиоэлектрогики. 2005. № 7. С. 57-72.
  15. Калинкевич А. А., Кутуза Б. Г., Плющев В. А., Дручинин С. В. Возможности использования многочастотной РСА для послойного зондирования подстилающей поверхности // Успехи современной радиоэлектроники. 2001. № 311. С. 31-39.
  16. Кулемин Г. П., Яцевич С. Е. Взаимосвязь обратного рассеяния радиоволн СВЧ-диапазона с параметрами растительного покрова и открытых почв при дистанционных методах зондирования // Успехи современной радиоэлектроники. 2004. № 3. С. 24-34.
  17. Королюк В. С., Турбин А. Ф. Полумарковские процессы и их приложения. Киев: Наукова думка, 1976. 184 с.
  18. Давидан И. М., Лопатухин Л. И., Рожков В. А. Ветровое волнение как вероятностный гидродинамический прогресс. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 286 с.
  19. Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Сов. Радио, 1975. 472 с.
  20. Роенко А. Н., Замараев Б. Д., Костина В. Л., Тимошенко В. Ф. Рассеяние миллиметровых радиоволн растительными покровами // Радиофизика и электроника. 2002. Т. 7. № 2. С. 335-341.
  21. Замараев Б. Д., Колесников В. Г. Удельные ЭПР некоторых ландшафтов в миллиметровом диапазоне волн // Распространение и дифракция радиоволн в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах: Сб. научн. трудов. Киев.: Наукова думка, 1985. С. 44-49.
  22. Волосюк В. К., Кравченко В. Ф. Статистическая теория радиотехнических систем дистанционного зондирования и радиолокации / Под ред. В.Ф. Кравченко. М.: Физматлит, 2008. 704 с.
  23. Копытова Л. Д. и др. Влияние содержания свободной воды на функциональную активность хвои сосны обыкновенной в Предбайкалье [Иркутск] // Природная и антропогенная динамика наземных экосистем (Иркутск, 11-15 окт. 2005 г.): Мат. Всерос. Конф. Иркутск: 2005. С. 116-119.
  24. Стасова В. В., Чебакова Н. М., Парфенова Е. И., Бугаенко Т. Н., Чередникова Ю. С. Структура и функционирование наземных экосистем, их биоразнообразие. Сезонная динамика содержания хлорофилла в растительности степей юга Сибири // Всероссийская конференция «Природная и антропогенная динамика наземных экосистем» (Иркутск, 11-15 октября 2005). Мат. Всерос. Конф. Иркутск: 2005. С. 72-74.
  25. Кулемин Г. П. Разсказовский В. Б. Рассеяние миллиметровых радиоволн поверхностью Земли под малыми углами. Киев: Наукова думка, 1986. 229 с.
  26. Kivva, F. V., Roenko, A. N., Vasilyev, Yu. F., and Zamaraev, B. D. Correlation Between Backscattering Coefficient a Vegetation Water Content // Turkish Journal of Physics. 1995. V.19, N 10. P. 1339-1345.
  27. Шостак А. С., Загоскин В. В., Лукьянов С. П., Карауш А. С. О возможности определения диэлектрической проницаемости верхних слоев подстилающих сред по измеренным коэффициентам отражения при наклонном зондировании плоскими волнами вертикальной и горизонтальной поляризации в СВЧ диапазоне // Журнал Радиоэлектроники. 1999. № 11. [Электронный ресурс: http://jre.cplire.ru/alt/nov99/4/text.html]
  28. Канарейкин Д. Б., Павлов Н. Ф., Потехин В. А. Поляризация радиолокационных сигналов. М.: Сов. радио, 1966. 439 с.
  29. Козлов А. И., Логвин А. И., Сарычев В. А.Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника, 2005.
  30. Козлов А. И., Логвин А. И., Сарычев В. А.Поляризация радиоволн. Радиолокационная поляризация. М.: Радиотехника, 2007.

Эффективность экранирования постоянных магнитных полей цилиндрическим экраном с учетом нелинейных эффектов / The Shielding Effectiveness of Static Magnetic Fields by Cylindrical Screen Taking Into Account Nonlinear Effects

Громыко Г. Ф. / Gromyko, G. F.
Институт математики НАН Беларуси / RUS Институт математики НАН Беларуси
Грабчиков С. С. / Grabchikov, S. S.
ГО «Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению» / RUS ГО «Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению»
Ерофеенко В. Т. / Erofeenko, V. T.
Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт прикладных проблем математики и информатики» / RUS Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт прикладных проблем математики и информатики»
Заяц Г. М. / Zayats, G. M.
Институт математики НАН Беларуси / RUS Институт математики НАН Беларуси
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1504-030039

Громыко Г. Ф., Грабчиков С. С., Ерофеенко В. Т., Заяц Г. М. Эффективность экранирования постоянных магнитных полей цилиндрическим экраном с учетом нелинейных эффектов // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 4(17). С. 30–39.
Gromyko, G. F., Grabchikov, S. S., Erofeenko, V. T., Zayats, G. M. The Shielding Effectiveness of Static Magnetic Fields by Cylindrical Screen Taking Into Account Nonlinear Effects // Physical Bases of Instrumentation. 2015. Vol. 4. No. 4(17). P. 30–39.


Аннотация: Разработана математическая модель экранирования постоянных магнитных полей цилиндрическим тонкостенным (пленочным) экраном, выполненным из магнитного материала с магнитной проницаемостью, нелинейно зависящей от напряженности магнитного поля. Задача прохождения поля внутрь экрана сведена к решению краевой задачи для нелинейного уравнения магнитостатики. Трехобластная задача экранирования преобразована к однообластной краевой задаче с граничными условиями третьего рода на лицевых поверхностях экрана. Разработан численный метод вычисления магнитного поля в слое магнитной пленки экрана. Зависимость магнитной проницаемости пленки от магнитного поля выбиралась с учетом экспериментальных зависимостей. Приведен графический материал для эффективности экранирования. Произведено сравнение численного моделирования с результатами экспериментальных данных для двух толщин экрана.

Abstract: A mathematical model for shielding static magnetic fields by thin-walled cylindrical (film) screen made from the magnetic material with magnetic permeability depending on magnetic field strength (magnetic intensity) is developed. The problem of the field penetration into the screen is reduced to the solution of the boundary value problem for a nonlinear magnetostatics equation. Three-domain problem for shielding domain (domain inside the screen; domain in the film layer, and the domain outside the screen) is transformed to one-domain boundary value problem with the boundary conditions of the third kind on the exterior surface of the screen. A numerical method for calculation of the magnetic field in the layer of the magnetic film of the screen is developed. The dependence of the magnetic permeability on magnetic field was chosen in accordance with the experimental data. For the shielding effectiveness graphic material is given. The results of numerical modeling and the experimental data for two thicknesses of screen were compared.

Ключевые слова: магнитная пленка, эффективность экранирования, нелинейные эффекты, уравнение магнитостатики, численный метод, разностные схемы, вычислительный эксперимент, cylindrical screen, magnetic film, shielding effectiveness, nonlinear effects, magnetostatics equation, numerical method, difference schemes, магнитная пленка


Литература / References
  1. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М.: Наука, 1970. 382 с.
  2. Шапиро Д. Н. Основы теории электромагнитного экранирования. Л.: Энергия, 1975. 112 с.
  3. Фуфаева Л. И., Тимофеев А. Б. Эффективность экранирования постоянных магнитных полей многослойными экранами // Труды МАИ. 1976. Вып. 364. С. 58-63.
  4. Лыньков Л. М., Богуш В. А., Глыбин В. П. и др. Гибкие конструкции экранов электромагнитного излучения. Минск: БГУИР, 2000. 284 с.
  5. Панова Е. В. Исследование геометрических критериев электромагнитных экранов // Интернет-журнал «Технологии техносферной безопасности» (http://ipb.mos.ru/ttb). 2014. № 1 (53). С. 1-12.
  6. Апполонский С. М., Ерофеенко В. Т. Электромагнитные поля в экранирующих оболочках. Минск: Изд-во Университетское, 1988. 247 с.
  7. Ерофеенко В. Т., Шушкевич Г. Ч., Грабчиков С. С., Бондаренко В. Ф. Модель экранирования постоянных магнитных полей многослойным цилиндрическим экраном // Информатика. 2012. № 3 (35). С. 80-93.
  8. Резинкина М. М. Использование численных расчетов для выбора средств экранирования от действия магнитного поля // Журнал технической физики. 2007. Т. 77. Вып. 11. С. 17-24.
  9. Грабчиков С. С., Сосновская Л. Б., Шарапа Т. Е. Многослойный электромагнитный экран // Патент РБ № 11843 от 2009. 01.28.
  10. 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.-техн. наук. 2015. № 4. С. 107-114.
  11. Грабчиков С. С., Ерофеенко В. Т., Челедюк А. В. Аналитическое и экспериментальное исследование эффективности экранирования постоянных магнитных полей для цилиндрических экранов // Актуальные проблемы физики твердого тела. Сб. докладов межд. научн. конф. 18-21.10.2011 г. Минск: А.Н. Вараксин. 2011. С. 183-185.
  12. Ерофеенко В. Т., Козловская И. С. Основы математического моделирования. Минск: БГУ, 2002. 196 с.
  13. Самарский А. А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. 656 с.
  14. Самарский А. А., Николаев Е. С. Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука, 1978. 590 с.

Гиротроны и гиро-ЛБВ на замедленной E 0i-моде гофрированного волновода / Gyrotron and Gyro-TWT at Slowed E0i-modes of Corrugated Waveguide

Кравченко В. Ф. / Kravchenko, V. F.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский государственный университет им. Н. Э. Баумана / RUS Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский государственный университет им. Н. Э. Баумана
Кураев А. А. / Kurayev, A. A.
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники / RUS Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Матвеенко В. В. / Matveyenko, V. V.
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники / RUS Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Синицын А.К. / Sinitsyn, A. K.
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники / RUS Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1504-040055

Кравченко В. Ф., Кураев А. А., Матвеенко В. В., Синицын А.К. Гиротроны и гиро-ЛБВ на замедленной E 0i-моде гофрированного волновода // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 4(17). С. 40–55.
Kravchenko, V. F., Kurayev, A. A., Matveyenko, V. V., Sinitsyn, A. K. Gyrotron and Gyro-TWT at Slowed E0i-modes of Corrugated Waveguide // Physical Bases of Instrumentation. 2015. Vol. 4. No. 4(17). P. 40–55.


Аннотация: Развита нелинейная теория и на ее основе проведена оптимизация вариантов гиротронов нового типа на Е 0 i -моде гофрированного волновода для генераторов и усилителей бегущей волны. В таких гиротронах благодаря замедлению Е 0 i -волны резонансное значение индукции магнитного поля может быть понижено по сравнению с традиционными гиротронами почти в два раза, что весьма существенно для коротковолновых гиротронов. В статье представлены результаты оптимизации предложенных гиротронов и анализ особенностей взаимодействия винтовых электронных потоков с электромагнитными полями в таких приборах.

Abstract: It is developed nonlinear theory and on this basic it is made optimizing the options of the new-type gyrotrons at Е 0 i -mode in corrugated waveguide for the generators and amplifiers of traveling wave. In such gyrotrons due to E 0i -wave slowdown the resonant magnetic field induction value can be lowered compared to traditional gyrotrons almost twice that is very important for shortwave gyrotrons. This article presents the results of optimization of the proposed gyrotrons and analysis of interaction features of helical electron flows with electromagnetic fields in such devices.

Ключевые слова: гиро-ЛБВ, E-волна, гофрированный волновод, gyrotron, gyro-TWT, E-wave, гиро-ЛБВ


Литература / References
  1. Кравченко В. Ф., Кураев А. А. Гирорезонансные приборы: принцип действия, нелинейная теория, достижения и перспективы // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 2006. № 9. С. 13-60
  2. Кравченко В. Ф., Кураев А. А., Трубецков Д. И., Храмов А. Е. Гирорезонансные приборы // Методы нелинейной динамики и теории хаоса в задачах электроники сверхвысоких частот. Т. 1: Стационарные процессы; под ред. А.А. Кураева и Д.И. Трубецкова. М.: Физматлит, 2009. С. 5-81.
  3. Кравченко В. Ф., Кураев А. А., Пустовойт В. И., Синицын А. К. Нерегулярные волноводы в электронике СВЧ // ЭВ и ЭС, 2005. Т. 10. № 8. С. 51-58.
  4. Кравченко В. Ф., Кураев А. А., Пустовойт В. И., Синицын А. К. Черенковские релятивистские генераторы на симметричных Е-волнах гофрированного волновода // Докл. РАН, 2005, Т. 404. № 4. С. 485-492.
  5. Кравченко В. Ф., Кураев А. А., Пустовойт В. И., Синицын А. К. Нелинейная теория релятивистских черенковских генераторов на нерегулярных волноводах с учетом конечной проводимости стенок // ДАН РАН. 2007. Т. 412. № 6. С. 759-763.