Обоснование. Работа направлена на развитие и исследование строгих методов расчета многоэлементных излучающих и переизлучающих структур, состоящих преимущественно из однотипных элементов, а также на исследование протекающих в них физических процессов. Предлагается итерационный подход к решению внутренней задачи, позволяющий минимизировать затраты машинного времени и машинной памяти.
Цель. В работе с привлечением предлагаемого подхода проводится решение внутренней и внешней задач электродинамики для симметричного вибратора с рефлектором из параллельных прямолинейных проводников. Исследуется сходимость итерационного процесса, осуществляется расчет токов на элементах структуры, ее входного сопротивления и характеристик 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). Решение внутренней задачи в рамках метода моментов сводится к решению СЛАУ с блочной матрицей.
Результаты. Предложена математическая модель излучающей структуры, представляющей собой симметричный вибратор с рефлектором из параллельных прямолинейных проводников. Сформулированы и решены для заданных значений параметров внутренняя и внешняя задачи электродинамики. Предложен эффективный алгоритм расчета блочной матрицы СЛАУ. Даны рекомендации по выбору систем проекционных функций в рамках метода моментов. Исследована сходимость итерационного процесса решения внутренней задачи электродинамики. Определены входное сопротивление структуры и базовые характеристики ее излучения.
Заключение. Рациональный выбор систем проекционных функций, опирающийся на свойства структуры и входящих в ее состав элементов, позволяет существенно уменьшить размер матрицы СЛАУ и, соответственно, сократить вычислительные затраты. Учет свойств структуры и образующих ее элементов также позволяет строить эффективные алгоритмы расчета матрицы СЛАУ. Показано, что сходимость итерационного процесса может отсутствовать вблизи резонансных частот, поэтому при решении внутренней задачи следует использовать комбинированный подход, предполагающий использование как строгих, так и приближенных методов решения СЛАУ. На нерезонансных частотах итерационный подход демонстрирует свою эффективность. Сделан вывод, что для подобных структур целесообразно выделение резонансных и нерезонансных режимов работы. В нерезонансном режиме токовые функции имеют относительно плавную зависимость от частоты, в резонансном режиме данные зависимости становятся довольно резкими и труднопрогнозируемыми. В этой связи актуальной представляется задача разработки итерационого подхода к решению внутренней задачи электродинамики в резонансных режимах работы.
Цель статьи заключается в изучении участия латышей российской провинции в событиях Гражданской войны. Исследование их роли в революционной обыденности осуществлено посредством применения концепции «поколения революционного перелома» и методов социальной истории, просопографии и этнопсихологии. На примере судеб представителей изучаемой когорты рассмотрены поведенческие модели и карьерные траектории латышей в революционную эпоху. Посредством анализа биографических характеристик латышей-политкаторжан установлены пути интеграции подростков этого этнического меньшинства в революционное движение. Особое внимание уделено изучению проблемы службы латышей в губернских ЧК и революционных трибуналах. На основе автобиографий и анкет латышей-коммунистов установлены возраст, социальное происхождение, уровень образования, профессия, военная служба, а также их должности в карательных и репрессивных органах советской власти. Сделан вывод о том, что значительная доля латышей рассматриваемого поколения в карательных органах советской власти и среди красноармейцев была обусловлена их заметным преобладанием накануне Гражданской войны как среди большевиков, так и среди представителей других социалистических партий. Показано, что для многих радикально настроенных латышей участие в Гражданской войне стало возможностью добиться стремительного карьерного роста в условиях формирования советских органов власти и принуждения.
Обоснование. Показана необходимость исследования влияния атмосферной турбулентности на спектральные характеристики радиосигнала.
Цель. Проведено изучение влияния атмосферной турбулентности на спектральную флуктуацию интенсивности радиосигнала и на смещение спектральных составляющих радиосигнала.
Методы. Исследования проведены на основе анализа связи двухволновых и одноволновых корреляционных соотношений. На основе решения дифференциального уравнения для флуктуаций эйконала амплитуды электромагнитной волны и использования выведенного тригонометрического соотношения получена связь между двухволновым Фурье-спектром и одноволновыми спектрами. При этом использован единый источник воздействия турбулентности на радиосигнал в точке координаты распространения радиоволны путем введения новой переменной, равной среднему значению координат воздействия турбулентности. Для нахождения возникающего двойного интеграла одна из координат воздействия преобразована в угловую переменную.
Результаты. Найдена зависимость относительного безразмерного среднего квадрата флуктуаций интегральной интенсивности радиосигнала от волнового числа турбулентных пульсаций атмосферы при различных смещениях спектральных длин волн радиосигнала.
Заключение. Показано, что турбулентность мало искажает спектральную информационную сущность распространяющегося радиосигнала в различных диапазонах длин волн.
Обоснование. Использование зеркально асимметричных химических соединений для легирования кварца позволяет создать метаматериал, который обладает свойством киральности. В подобной композиционной структуре возможно возникновение необычных эффектов при взаимодействии с оптической волной.
Цель. В данной работе проводится расчет прохождения и отражения линейно-поляризованной оптической волны через многослойную структуру, состоящую из двух легированных кварцевых стекол, разделенных двумя воздушными зазорами.
Методы. На основе гомогенной математической модели кирального метаматериала, учитывающей дисперсию диэлектрической проницаемости и параметра киральности на основе матричного метода, получена система линейных алгебраических уравнений для комплексных коэффициентов отражения и прохождения электромагнитной волны в линейной поляризации поляризации.
Результаты. Проведен анализ частотных и угловых характеристик модулей коэффициентов отражения и прохождения при различных значениях уровня легирования кварца. Теоретически предсказано, что на некоторых длинах волн большая часть падающей оптической энергии может быть сконцентрирована в воздушных зазорах многослойной структуры.
Заключение. Полученные в результате расчетов данные могут быть использованы при разработки планарных структур для частотно-селективной концентрации энергии видимого и инфракрасного спектра на основе кварцевых стекол, легированных киральными химическими соединениями.
В статье рассматривается эволюция рынка биотоплива от его начальных форм до современных технологий. Исследование этой темы важно для развития сельского хозяйства, энергетики и борьбы с изменением климата, так как применение биотоплива не только снизит загрязнение, но и улучшит экономические показатели сельскохозяйственных предприятий. Множество стран уже регулируют использование возобновляемых жидких биотоплив.
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. Для развития новых терагерцовых систем беспроводной связи с высокой пропускной способностью и скоростью передачи, таких как 6G и выше, необходимо эффективное управление направлением поляризации излучаемых терагерцовых волн, однако большинство методов технологически сложные и дорогие. Реализация терагерцовых антенн и устройств на основе 2D-материалов, таких как графен, решает проблему, связанную с разработкой эффективного управления.
Цель. Исследование возможности управления поляризацией терагерцового и ИК-излучения плазмонных антенн на основе прямоугольных графеновых нанолент с помощью изменения химического потенциала (приложением внешнего электрического поля).
Методы. Эту важную научную проблему, связанную с проектированием терагерцовых антенн, во многом позволяет решить моделирование с помощью программы электродинамического моделирования CST MWS 2023.
Результаты. В качестве объекта анализа выбраны плазмонные терагерцовые антенны на основе прямоугольных графеновых нанолент и показана возможность излучения волн двух ортогональных поляризаций. Выявлены способы управления поляризацией терагерцового, ИК-излучения таких антенн, основанные на выборе рабочих частот, соответствующих резонансам мод поверхностных плазмон-поляритонов, и нанесении металлизации на диэлектрическую подложку.
Заключение. Возможность управления поляризацией терагерцового, ИК-излучения позволяет создавать как новые элементы плазмонных антенных решеток, так и новые коммуникационные технологии, в том числе будущих сетей 6G.
Успешное функционирование агропромышленного комплекса на современном этапе его развития невозможно без мобильных транспортных средств. Известно, что одним из ключевых элементов автомобиля является его несущая часть, в частности, кузов. Это ключевая конструкция автомобиля по таким показателям как материалоемкость, в том числе стоимость и сложность изготовления, кроме того, он представляет собой наиболее ответственную его часть. Конструкция кузова, а также его параметры тесно коррелируют с эксплуатационными свойствами. На форму автомобиля решающее влияние оказывают его конструкция, в том числе компоновка и технология производства кузова. При этом создание новой формы требует изыскивать инновационные технологические приемы, включая новые материалы.
Обоснование. Необходимость создания станций космической связи, базирующихся на подвижных носителях, например на кораблях, требует использования облучающих систем многодиапазонных двухзеркальных антенн, обеспечивающих совмещение не только каналов приема и передачи ВЧ-сигналов, но и пеленгационных каналов для построения моноимпульсной системы слежения.
Цель. Исследование возможности создания облучающей системы, обеспечивающей в многодиапазонных двухзеркальных антеннах совмещение приема и передачи сигналов в разнесенных диапазонах с полосами частот С(Rx) - 21 %, С(Tx) - 16 % и K(Rx) - 21 %, с реализацией в обоих приемных диапазонах моноимпульсной системы углового автосопровождения.
Методы. Разработка трехдиапазонной облучающей системы, обеспечивающей реализацию автосопровождения в обоих приемных диапазонах. Анализ характеристик трехдиапазонной облучающей системы, обеспечивающей реализацию приема и автосопровождения в обоих приемных диапазонах.
Результаты. Разработана трехдиапазонная облучающая система, обеспечивающая реализацию автосопровождения в обоих приемных диапазонах. Проанализированы характеристики трехдиапазонной облучающей системы.
Заключение. Предложена облучающая система многодиапазонной двухзеркальной антенны для зеркал с профилированными поверхностями, с реализацией совмещенного приема сигналов в диапазонах частот С(Rx) и K(Rx) с полосой 21 % и передачей сигналов в диапазоне частот С(Tx) с полосой 16 % и формированием в обоих приемных диапазонах парциальных ДН для реализации моноимпульсной системы углового слежения. Реализованы характеристики облучающей системы: кросс-поляризационная развязка более 30 дБ, формирование идентичных парциальных ДН и устойчивый режим слежения по сигналам бортовых ретрансляторов в системах связи с повторным использованием частот.
Обоснование. Для дальнейшего развития сетей связи планируется использование гибридных спутниковых сетей для передачи трафика. Однако спутниковые каналы связи имеют особенности, такие как искажения, вызванные эффектом Доплера, и повышенные требования к энергоэффективности.
Цель данного исследования - анализировать варианты методов ортогонального частотного мультиплексирования и методы модуляции, чтобы выбрать наиболее устойчивую технологию, учитывая дестабилизирующие факторы. Методом сравнения различных технологий обработки сигналов и исследования их устойчивости к битовым ошибкам является имитационное моделирование канала связи в среде Matlab. Этот подход позволяет создать модель сети связи, учитывающую основные параметры каналов связи, такие как эффект Доплера, энергодефицитность и дестабилизирующие факторы.
Результаты. Проведено сравнение распределения коэффициента битовой ошибки для различных технологий обработки сигнала в зависимости от отношения сигнал/шум. Определен метод частотного мультиплексирования, обеспечивающий минимальный пик-фактор и наиболее устойчивый к битовой ошибке. Также отмечается, что эффективность всех исследованных технологий зависит от интервалов разнесения и модуляционных созвездий и что необходимо настраивать характеристики системы для каждого случая.
Заключение. Результаты этого исследования могут быть использованы для улучшения качества связи в сложных помеховых условиях гибридных мобильных сетей 5-го и 6-го поколений с использованием спутникового сегмента.