Том 69, № 2 (2024)

Проведены численные исследования дисперсионных характеристик цилиндрических спиральных линий. Рассмотрены также одномерные и двумерные периодические решетки, образованные такими линиями. Использован метод собственных значений в сочетании с периодическими граничными условиями. Рассчитаны дисперсионные характеристики в области параметров, для которых условия применимости известных приближенных численно-аналитических методов анализа спиральных линий не выполняются. Получены дисперсионные характеристики первых двух собственных волн в одномерной и двумерной периодических решетках спиралей для разных величин фазовых сдвигов между периодами решетки. Показано, что основной тип волны в них является замедленной относительно осей линий волной с направлением вращения вектора поля, определяемым направлением намотки спирали.

Разработаны варианты построения матриц-циркулянтов любой М-последовательности (МП) на основе автоморфных мультипликативных групп расширенного поля Галуа, построенного при помощи неприводимого примитивного полинома, на основе которого сформирована исходная МП. Результатом данного подхода являются выявленные новые способы преобразования матриц-циркулянтов МП к матрице функций Уолша, упорядоченной по степеням первообразного элемента поля. Впервые показано, что в зависимости от начальных условий преобразования совокупность любого числа любых циклических сдвигов МП, сдвинутых друг относительно друга на один символ, может быть преобразована к любым строкам упорядоченной матрицы функций Уолша, следующим друг за другом. Данное обстоятельство позволяет упростить алгоритм синхронизации МП при известном диапазоне ее циклических сдвигов, особенно в случае больших периодов ее повторения, а также снизить вычислительную сложность алгоритма обработки при работе в усеченном базисе функций Уолша–Адамара.

Исследовано влияние весовых функций (ВФ) предварительного взвешивания на качество режекции узкополосных помех на основе прямого и обратного дискретного преобразования Фурье. Рассмотрены классические и современные ВФ: Кравченко, Кравченко–Дольфа–Чебышева, Кравченко–Гаусса, Кравченко–Бернштейна–Рогозинского. Получены количественные оценки эффективности – коэффициенты подавления помехи и прохождения сигнала, а также их произведение – суммарный коэффициент эффективности. Показаны графические примеры поведения суммарного коэффициента эффективности в зависимости от частоты помехи. Представлены оценки указанных показателей качества при удалении из спектра фиксированного числа частотных выборок. Представлены семейства зависимостей вероятностей правильного выполнения поиска сигнала с расширенным спектром от отношения “помеха/сигнал” при применении современных ВФ для взвешивания реализаций аддитивной смеси сигнала, помехи и шума. Продемонстрировано и подтверждено существенное преимущество современных ВФ, формируемых за счет комбинаций с функциями Кравченко, в задаче режекции помех.

Рассмотрен метод и разработан алгоритм, позволяющий выявить слоистую структуру среды распространения зондирующего сигнала по данным полосовой съемки интерферометрического гидролокатора бокового обзора (ИГБО) с расположением антенн в вертикальной плоскости. На примере математического моделирования фазоразностных измерений ИГБО для многослойных рассеивающих плоскостей продемонстрированы возможности предлагаемого алгоритма определять их пространственное положение в среде распространения волны. Выполнен анализ точности вычисления положения рассеивающих слоев по высотам (глубинам) и с различным уклоном. Подтверждена эффективность метода и алгоритма для диагностики структуры слоистых сред. Проверена эффективность метода на экспериментальных данных, полученных с помощью ИГБО.

Представлен метод теоретического анализа развязок “вход-выход” и “гетеродин-выход” трех типов диодных преобразователей частоты: балансного, двойного балансного, тройного балансного. Для двух режимов работы гетеродина – “неинтенсивного” и “интенсивного” – получены зависимости развязки “вход-выход” балансного смесителя от нагрузочной проводимости и от амплитуды напряжения гетеродина. Проведен теоретический анализ и моделирование. Показано, что между расчетными результатами и результатами моделирования ошибка не превышает 3 дБ. Получены выражения для ошибок, вносимых технологическим разбросом параметров диодов, которые позволяют оценить предельно достижимые значения характеристик смесителей (коэффициента передачи и развязок по портам). Представлен метод анализа шумовых свойств смесителей, рассчитаны выходные шумовые спектры для каждого из элементов схем (входного сопротивления, диодов и выходного сопротивления), получены аналитические выражения коэффициентов шума. Теоретические оценки коэффициента шума подтверждаются результатами моделирования с точностью до 1 дБ.

Исследованы кинетические характеристики фононов тепловых частот в области гелиевых температур в образцах керамики твердого раствора электролита Ce_1–xGd_xO_2–y. Для объяснения температурной зависимости длины свободного пробега фононов использованы выполненные ранее результаты расчетов энергии образования вакансий в анионной подрешетке твердого раствора диоксида циркония, стабилизированного иттрием ZrO₂:Y₂O₃ (YSZ) с аналогичной кристаллической структурой. Показано, что в исследуемой системе Ce_1–xGd_xO_2–y возможно образование структурных дефектов, связанных с наличием вакансий в анионной подрешетке с энергией Δ = 8.53 K. Установлено, что анализ температурных зависимостей теплоемкости YSZ позволяет проследить степень неупорядоченности (аморфизации) твердого раствора в зависимости от уровня его стабилизации.

Мощная пикосекундная оптическая накачка слоя GaAs гетероструктуры вызывает генерацию в нем стимулированного пикосекундного излучения. Благодаря своей высокой интенсивности излучение наводит брэгговскую решетку населенности электронов в активной области слоя, делая последнюю активным фотонным кристаллом. В поле излучения инверсная населенность электронов осциллирует со временем, что должно приводить к пространственно-временной модуляции излучения и этой населенности. Обнаружено, что, если расстояние Y между торцом гетероструктуры и центром активной среды и геометрические параметры указанной модуляции и движения излучения в фотонном кристалле удовлетворяют определенным условиям, то происходит размерный резонанс – возникает локально максимум модуляции зависимости энергии излучения, выходящего из торца, от Y и от энергии накачки.