Том 68, № 5 (2023)

Разработан быстрый и строгий метод электродинамического анализа бесконечной цилиндрической линзы, выполненной из искусственного материала, представляющего собой массив одинаково ориентированных вдоль оси линзы полых проводящих цилиндров конечной длины с конечной толщиной стенок. Показано, что метод позволяет рассчитывать характеристики линз из большого числа элементов на персональном компьютере. Исследованы фокусирующие свойства линзы. Разработанный метод представляет собой альтернативу и средство проверки подхода, основанного на анализе линзы из гомогенизированного материала с показателем преломления бесконечного трехмерного фотонного кристалла.

Получено решение задачи синтеза металло-диэлектрической геодезической линзы с центральной симметрией и, в общем случае, неоднородным диэлектрическим заполнением, которая преобразует поле точечного источника в заданное геометрооптическое поле. В качестве примера использования полученного решения рассмотрены задачи синтеза геодезической линзовой антенны со слоистым и градиентным диэлектрическим заполнением. В частности, получены решения для линзовых антенн с синфазным выходным фронтом и несинфазным фронтом, формирующим диаграмму направленности столообразной формы. Путем численного моделирования методом конечных элементов проведен анализ полученных решений.

Получена точная аналитическая формула, связывающая экспериментальные и теоретические параметры спектральной линии, описываемой функцией Тцаллиса, включающей, как частные случаи, гауссиан, лорентциан, промежуточные между ними формы линии, а также суперлорентциан. Исследована процедура численного расчета теоретических параметров формы линии на примере спектров электронного парамагнитного резонанса. Рассмотрено влияние на точность определения теоретических параметров тцаллиана осложняющих экспериментальных факторов, таких как шум и дискретность оцифровки аналоговых сигналов. Показано, что предложенный метод определения теоретических параметров спектральной линии не уступает в точности методу минимизации функционала среднеквадратичной ошибки. Предсказано, что новый подход может быть использован как альтернатива уже известным методам анализа формы спектральной линии.

Описана методика синтеза аналоговых устройств с использованием элементарных звеньев электроники, таких как интегрирующее, дифференцирующее, сложения (вычитания), умножения (деления), мультиплексирования (демультиплексирования). Предложенная методика синтеза обоснована теоретически, а используемые элементарные звенья называются предлагаемой элементной базой аналоговой электроники. Приводится описание теории, а также пример разработки модели аналогового фильтра низких частот с использованием предлагаемой методики.

Представлено численное исследование запаздывания возбуждения колебаний магнитострикционного преобразователя в режиме умножения частоты на основе модели связанных осцилляторов. Выявлен нестационарный характер колебаний, возбуждаемых после скачка амплитуды. Явление интерпретировано на основе модели динамического потенциала. Выполнено численное исследование развития колебаний во времени, построены фазовые портреты колебаний. Установлен фракталоподобный характер нестационарных колебаний, проявляющийся в сохранении степени их хаотичности при изменении величины шага расчета по времени.

Впервые исследована возможность улучшения защитных характеристик линий передачи за счет каскадного соединения (КС) многопроводных модальных фильтров (МФ) с различной геометрической конфигурацией. Рассмотрены трехпроводные МФ на основе асимметричной коаксиальной структуры и микрополосковой линии и четыре варианта КС из двух и трех отрезков таких МФ. Для них выполнено имитационное моделирование временного отклика на воздействие сверхкороткого импульса (СКИ) и параметрическая оптимизация. Достигнуто ослабление СКИ в 27.4 раза.

Рассмотрены различные способы вывода соотношений между токами во внешней цепи и изменениями параметров образцов, которые индуцируют эти токи. Соотношения такого рода обобщают теорему Шокли–Рамо и могут служить развитием законов Кирхгофа для электрических цепей.

Предложен релятивистский магнитоизолированный виркатор с магнитной пробкой на допредельном электронном пучке. Проведено его компьютерное моделирование. Исследована фазовая динамика электронного пучка в виркаторе. Показано, что в пучке возникает ряд виртуальных катодов после отражения пучка от магнитной пробки. Вычислены выходные сверхвысокочастотные характеристики: средняя мощность и спектральный состав генерации, содержащий набор узких спектральных линий и их гармоник. Исследовано влияние величины пробочного отношения на величину средней мощности генерации и на частоты спектральных линий. Найдено, что мощность растет с ростом пробочного отношения. Частоты некоторых спектральных линий увеличиваются с ростом пробочного отношения, в то время как частоты других линий не зависят от этого отношения.

Проведены исследования изменения морфологии и структуры поверхности GaAs при осаждении пленки Au путем термического испарения в вакууме. Обнаружено, что осаждение пленки Au с участием потока частиц и света от разогретого испарителя вызывает возникновение фотоэффектов в приповерхностных слоях GaAs, включая дифракцию света на поверхностных акустических волнах, рост вискеров и эмиссию электронов, что приводит к образованию микротрещин на поверхности GaAs и росту кристаллитов GaAs. Показано, что структура и состав границ пленки Au и поверхности GaAs зависят от концентрации электронов в арсениде галлия, что в конечном итоге определяет свойства электрофизических параметров контактов Au – GaAs.

Во втором приближении в системе координат \({{x}^{i}}\), i = 1, 2, 3, связанной с трубками тока \({{x}^{2}} = {\text{const}}\), сформулированы уравнения осесимметричных и плоскосимметричных электростатических потоков в трех вариантах геометризованной теории: в l-представлении, продольная координата \({{x}^{1}}\) не связана с физическими параметрами пучка, в φ- и W-представлениях, когда в качестве \({{x}^{1}}\) используется потенциал электростатического поля \({{x}^{1}} = {\text{\varphi }}\) или потенциал обобщенного импульса \({{x}^{1}} = W\).