Исследованы рассеяние и волновые свойства субволновых диэлектрических элементов в виде плоских тонких эллипсов, возбуждаемых токами смещения при различных углах падения плоской электромагнитной волны СВЧ-диапазона. Измеренные основные магнитные резонансы в спектре электромагнитных полей плоского эллипса совпадают с рассчитанными резонансными частотами. Вихревые токи смещения приводят к появлению магнитного диполя и возникновению отрицательной магнитной восприимчивости у эллипса. Измерено распределение магнитного поля в ближней волновой зоне эллипса на частоте основного магнитного резонанса. Обнаружена анизотропия рассеяния магнитного поля при различной ориентации эллипса относительно волнового вектора падающей волны.
Исследовано поддержание СВЧ газового разряда стоячей поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ) дипольной моды. Стоячая волна формировалась между двумя плоскими зеркалами, образующими структуру типа открытого резонатора на поверхностной волне. Измеренная добротность открытого резонатора составляет несколько десятков. Определена структура электрического поля свободного разряда и разряда, поддерживаемого полем стоячей поверхностной волны. Показано, что в этой системе возбуждение резонанса происходит на чисто поверхностной волне. При возрастании энергии поля между зеркалами на 8–10 дБ, концентрация электронов возрастает на ~50%. Оценено отношение энергии поля поверхностной волны в плазме и в окружающем разряд пространстве, как в случае свободного разряда, так и при резонансе. Эксперимент и численное моделирование показали, что структура разряда зависит от возбуждаемой моды стоячей ПЭВ.
Актуальность. Исследования кольцевых резонирующих структур вызывает интерес у разработчиков СВЧ устройств, некоторые особенности кольцевых эллиптических резонаторов приводят к возникновению уникальных свойств передаточных характеристик. Особое значение при использовании данных резонаторов имеет способ их возбуждения. При определенных условиях в этих структурах возможно получение режима бегущей волны. Синтезу микроволновых устройств, а также исследованию способов возбуждения и оценки режима волнового процесса в структуре посвящена данная работа. Цель исследования ‒ проанализировать и систематизировать информацию о создании микроволновых устройств с использованием кольцевых эллиптических резонаторов (КЭР), а также апробировать результаты применения сдвоенного КЭР.
Методы: в этой работе был проведен аналитический обзор актуальных научных публикаций, а также выполнено компьютерное моделирование полосковых кольцевых эллиптических резонаторов, работающих в сверхвысокочастотном диапазоне.
В работе также представлены результаты экспериментов, апробированные разными исследователями, в том числе поддержанные грантами РФФИ. Решение. В статье рассматриваются особенности использования шлейфных полосковых фильтров и описываются ограничения, возникающие при использовании полосковых резонаторов. Представлена конструкция КЭР и предлагается его применение в качестве альтернативы полосковым резонаторам. Приводятся результаты многочисленных экспериментов по синтезу микроволновых устройств на основе КЭР, включая: одинарный; двойной резонаторы; преселективные фильтры; усилители и генераторы, построенные на основе кольца и активных двухполюсниках. Также рассматривается проблема коммутации резонатора с основной линией передачи. Приводятся результаты макетирования нескольких устройств, ограничивающих направление распространения электромагнитной волны в кольцевом резонаторе.
Научная новизна. Впервые представлена конструкция двойного эллиптического резонатора, выполненного на основе микрополосковой линии. В статье приводятся результаты эксперимента, которые демонстрируют достижение уровня режекции фильтра более 70 дБ исключительно за счет топологии резонатора. Обсуждается проблема выбора способа питания и обеспечения режима распространения волны в КЭР.
Практическая значимость: результаты, полученные в ходе работы, могут быть применены для создания резонатора бегущей волны на микрополосковой линии или в других планарных или объемных конфигурациях. Также результаты исследования служат основой для создания обобщенной теории синтеза кольцевых резонаторов микроволнового диапазона длин волн.
Во введении проведен обзор научных исследований источников генерации, характеристик и классификации инфразвука. Отмечается, что инфразвук обладает рядом особенностей, связанных с низкой частотой колебаний упругой среды и свойством дифракции. Инфразвук оказывает вредное воздействие на слух, дыхание, зрение, желудочно-кишечный тракт, нервную и сердечно-сосудистую системы, мозг и вестибулярный аппарат, приводя к снижению работоспособности, общему недомоганию и преждевременному старению человеческого организма. Методология теоретического обоснования методов обнаружения ранее неизвестных источников инфразвука, повышения экологической, радиационной и промышленной безопасности АЭС с ВВЭР-1200 построена на использовании разработанных под руководством К. Н. Проскурякова цифровых акустических моделей оборудования первого контура, ответственного за безопасность эксплуатации. Методология практического подтверждения результатов расчетно-теоретического прогнозирования акустических параметров неизвестных ранее источников инфразвука представлена в виде двух этапов: а) разработка методики проведения верификации результатов прогнозирования и выбор в виде объектов энергоблоки No 1, 2 Нововоронежской АЭС-2; б) исследование условий возникновения вибро-инфразвуковых резонансов в первом контуре. Разработанный метод исследования источников инфразвука верифицирован на реакторной установке ВВЭР-1200. При обсуждении результатов проведенных исследований выявлены ранее неизвестные источники инфразвука. Разработаны инновационные методы анализа и демпфирования источников инфразвука и получен патент на изобретение No 2803181 «Способ предотвращения резонансного взаимодействия колебаний оборудования водо-водяных энергетических реакторов с акустически стоячими волнами и устройство для его реализации». Отмечены ошибки главного конструктора реакторных установок с ВВЭР в регламенте пуска новых энергоблоков, указаны их негативные последствия для здоровья персонала и состояния оборудования ответственного за экологическую, радиационную и промышленную безопасности АЭС с ВВЭР.
Рассматривается способ оценки параметров резонансов сечений фотоионизации с помощью формул Фано и Шора. Произведен анализ резонансной структуры атома Be между 2p и 3p порогами ионизации, а также проведено сравнение полученных спектроскопических параметров с экспериментом и результатами других авторов.
В представленной работе демонстрируется исследование, посвящённое оценке прочностных характеристик элементов ротора перспективного малоразмерного газотурбинного двигателя. Главной особенностью является то, что анализ напряжённо-деформированного состояния ротора двигателя проводится при учёте вибраций и резонансных частот. В свою очередь, оценка динамических характеристик элементов ротора была проведена с учётом условий их взаимного контакта. Материалы исследования, изложенные в данной статье, послужат для дальнейших итераций проектирования двигателя.
Обоснование. Работа направлена на развитие и исследование строгих методов расчета тонкопроволочных структур со сложной формой образующей, имеющих малые волновые размеры, а также на исследование протекающих в них физических процессов. Частным случаем подобных структур является синусоидальная антенна, работающая в режиме стоячей волны тока.
Цель. В работе осуществляется решение внутренней и внешней задач электродинамики для синусоидальной антенны малых волновых размеров, расположенной над бесконечно протяженным идеальным рефлектором. Производится расчет токов на элементах структуры, определяются ее входное сопротивление и характеристики излучения.
Методы. В основе исследований лежит строгий электродинамический подход, в рамках которого для указанной структуры в тонкопроволочном приближении формируется интегральное представление электромагнитного поля, сводящееся при рассмотрении на поверхности проводников совместно с граничными условиями к системе интегральных уравнений Фредгольма второго рода, записанных относительно неизвестных распределений тока на проводниках (внутренняя задача).
Результаты. Предложена математическая модель излучающей структуры, определены: входное сопротивление структуры и базовые характеристики ее излучения. Показано, что рабочий диапазон синусоидальной антенны в режиме стоячих волн определяется добротностью резонансов входного сопротивления; увеличение ширины синусоидального проводника ведет с снижению резонансных частот входного сопротивления с одновременным увеличением добротности резонансов.
Заключение. С практической точки зрения использование рассмотренной структуры позволяет существенно уменьшить габариты в сравнении с тонким электрическим вибратором, однако при этом будет соответствующим образом сужен рабочий диапазон, определяющийся, в силу слабой зависимости характеристик излучения от частоты, добротностью резонансов. Распределение тока на образующей структуры можно рассматривать как «проекцию» стоячей поверхностной волны, локализованной в плоскости синусоидального проводника и образующейся в результате суперпозиции прямой и обратной поверхностных (замедленных) волн, распространяющихся со скоростью, существенно меньшей скорости света. Для дальнейшего уточнения физики происходящих в структуре процессов следует использовать спектральный анализ токовых функций и исследование распределений электромагнитного поля в ближней зоне структуры.
Обоснование. Работа направлена на развитие и исследование строгих методов решения внутренней задачи электродинамики для многоэлементных структур (метаструктур), состоящих из конечного числа элементов, а также на исследование протекающих в них физических процессов. Частным случаем подобных структур являются двумерные решетки с фиксированным межэлементным расстоянием, состоящие из одинаковых элементов, имеющих одну и ту же пространственную ориентацию (регулярные решетки).
Цель. На основе итерационного подхода осуществляется решение внутренней задачи электродинамики для конечной регулярной двумерной решетки спиральных элементов. С целью получения априорной информации об электродинамических характеристиках элементов решетки и обоснования выбора систем проекционных функций осуществляется анализ спектральных характеристик интегрального оператора внутренней задачи для одиночного спирального элемента. Затем производится расчет токов на элементах структуры, определяются их спектральные характеристики. Результаты спектрального анализа позволяют повысить эффективность решения внутренней задачи.
Методы. В основе исследований лежит строгий электродинамический подход, в рамках которого для указанной структуры в тонкопроволочном приближении формируется интегральное представление электромагнитного поля, сводящееся при рассмотрении на поверхности проводников совместно с граничными условиями к системе интегральных уравнений Фредгольма второго рода, записанных относительно неизвестных распределений тока на проводниках (внутренняя задача). Решение внутренней задачи в рамках метода моментов сводится к решению СЛАУ с блочной матрицей.
Результаты. Предложена математическая модель конечной двумерной решетки спиральных элементов излучающей структуры. Для указанной структуры в случае ее возбуждения плоской электромагнитной волной на основе итерационного подхода решена внутренняя задача электродинамики. В широкой полосе частот проведены: анализ сходимости итерационного процесса, спектральный анализ интегрального оператора внутренней задачи для одиночного спирального элемента, а также спектральный анализ функций стороннего поля и токовых функций на элементах решетки.
Заключение. Показана целесообразность определения спектральных характеристик интегральных операторов внутренней задачи для элементов, образующих метаструктуру. Выявлена связь между частотной зависимостью собственных чисел интегрального оператора внутренней задачи одиночных элементов, образующих метаструктуру, с резонансными явлениями, возникающими в метаструктуре, подтверждено влияние резонансов на сходимость итерационного процесса. Показана целесообразность рассмотрения усредненных амплитудных токовых спектров. Выявлено, что усредненный спектр токовых функций близок к вырожденному, особенно вблизи резонансных частот. Это позволяет использовать в качестве проекционных функций компактный набор собственных функций, имеющих существенные амплитуды в окрестности исследуемой частоты, что существенно упрощает решение внутренней задачи.
Статья представляет описание невербальных средств, используемых драматургами разных поколений для создания образа субъекта - персонажа произведения, события и места действия с целью продемонстрировать динамику развития и разнообразие невербальных средств коммуникации, употребляемых в авторских ремарках некоторых пьес российских писателей XIX-XX столетий. К наиболее проявленным средствам неречевой выразительности относятся интонация, действия персонажей, а также резонансное сочетание нескольких невербальных модусов в репрезентации субъекта-персонажа драматургического произведения.
В работе представлены резонансные измерительные системы для ближнепольной СВЧ-томографии биологических тканей. Рассмотрены особенности их конструкции и описана методика глубинного подповерхностного зондирования. Изучен эффект «прижима», характеризующийся зависимостью показаний ближнепольного измерительного датчика от силы его давления на поверхность биообъекта. Найдены конструктивные решения, позволяющие свести к минимуму негативное влияние «прижима» путем использования зондирующего элемента в виде краевой емкости цилиндрического конденсатора, внешняя обкладка которого оканчивается металлическим фланцем. Представлена электродинамическая модель измерительной системы. Изучены импедансные свойства зондирующего элемента в виде краевой емкости цилиндрического конденсатора с металлическим фланцем, контактирующей с поверхностью однородного и неоднородного по глубине полупространства. Разработана схема решения обратной задачи для системы датчиков с разными глубинами зондирования применительно к модели плоскослоистой среды. Проведена экспериментальная апробация резонансных измерительных систем и развитого математического аппарата на примере задачи по обнаружению контрастных локализованных образований (неоднородностей) в однородной проводящей среде.