


Том 69, № 5 (2024)
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
Математическая модель сигнала радиолокатора на основе антенной решетки с двумерным частотным сканированием
Аннотация
Рассмотрена антенная решетка с последовательным возбуждением и ее применение в составе радиолокатора с линейной частотной модуляцией. Представлен анализ решетки, состоящей из Na параллельных одномерных подрешеток с последовательным возбуждением, образующих двумерную излучающую решетку и волноводов связи, соединяющих через волноводные повороты на 180° выход n-й подрешетки со входом n+1 подрешетки. Предложена приближенная модель антенны, позволяющая определить ее основные технические характеристики. С помощью разработанной модели исследованы временные характеристики сигнала на выходе сверхвысокочастотного блока гомодинного радиолокатора с линейной частотной модуляцией. Проанализированы зависимости показателей качества решетки от параметров рассеяния элементарных излучателей и волноводных поворотов на 180°, сформулированы предъявляемые к ним технические требования. Показано, что рассматриваемый радиолокатор обеспечивает сканирование в секторе азимутальных углов ±40° и ±10° по углу места при девиации частоты в полосе 2 ГГц.



Межслойный переход для EBG-волновода, интегрированный с делителем мощности на два канала
Аннотация
Исследован межслойный переход для трехрядных EBG-волноводов, интегрированный с двухканальным делителем мощности. Показано, что без дополнительного согласования такие переходы являются сравнительно узкополосными по коэффициенту отражения в полосе частот 8…12 ГГц. Для расширения полосы согласования предложен модифицированный переход с дополнительными согласующими стержнями в обоих волноводных каналах на слое делителя мощности. С помощью численного анализа установлено, что за счет этого в исследуемой полосе частот удается получить симметричную кривую согласования с двумя достаточно разнесенными по частоте минимумами и с уровнем согласования не хуже –20 дБ в центральной части диапазона. Показано, что в структуре с согласующими стержнями рабочая полоса частот перехода по коэффициенту отражения значительно расширяется в сравнении с исходной структурой.



Характеристики обратного рассеяния при больших углах падения плоских волн TM-поляризации на протяженную металлическую пластину с радиопоглощающим покрытием на основе структуры искусственного магнитного проводника
Аннотация
Представлены результаты численного расчета обратного рассеяния при больших углах падения плоских волн TM-поляризации на протяженную металлическую поверхность конечных размеров с радиопоглощающим покрытием на основе структуры искусственного магнитного проводника. Показано, что покрытие такого типа толщиной 1…2 мм позволяет понизить на 10…30 дБ первый (со стороны больших углов) максимум на угловой зависимости обратного рассеяния на сверхвысоких частотах в полосе порядка октавы.



Двухлучевой метод достижения углового сверхразрешения
Аннотация
Обоснован новый метод цифровой обработки сигналов угломерных систем на основе цифровых антенных решеток, позволяющий повысить качество изображений одно- и двумерных объектов. Метод может быть применен в оптическом, инфракрасном терагерцовом диапазонах длин электромагнитных волн. В ходе численных экспериментов проведено сравнение эффективности предложенного метода с известными. Приведены и обсуждены результаты экспериментов на математических моделях.



ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Два класса оконных функций
Аннотация
Предложены и исследованы два новых класса оконных функций, частным случаем каждого из которых является окно Кайзера, принятое за образец. В каждом классе экспериментально найдены субоптимальные окна, у которых уровень максимального бокового лепестка спектра меньше, чем у образца с теми же шириной главного лепестка спектра и продолжительностью окна.



РАДИОФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ И ПЛАЗМЕ
Нестационарные колебания в системе из двух осцилляторов с кубической связью
Аннотация
Рассмотрены нестационарные колебания в системе из двух осцилляторов с кубической связью, возникающей в задаче о возбуждении упругих колебаний в схеме магнитострикционного преобразователя. Выявлены три основных режима колебаний: регулярные биения, гигантские осцилляции и несимметричные осцилляции с постоянной составляющей. Относительно режима гигантских осцилляций показано, что плавные осцилляции сопровождаются частыми мелкими колебаниями небольшой амплитуды, период которых на три порядка меньше периода основных колебаний. Для интерпретации наблюдаемых явлений предложена модель динамического потенциала, перемещение минимума которого дает основную составляющую гигантских осцилляций, а локальные колебания вокруг динамического минимума обеспечивают тонкую структуру частых колебаний.



НАНОЭЛЕКТРОНИКА
Влияние подслоя германия на процессы перколяции в ультратонких пленках меди и их оптические коэффициенты
Аннотация
Исследованы оптические коэффициенты пленок меди толщиной 1…16 нм, выращенных на подслое германия, напыленного на поверхность подложек из кварцевого стекла толщиной 4 мм. Измерения выполнены в прямоугольном волноводе сечением 23 × 10 мм2 в диапазоне частот 8.5…12.5 ГГц. В диапазоне толщин 2…16 нм обнаружено плавное изменение оптических коэффициентов пленок меди, выращенных на германиевом подслое. Установлено, что перколяционная толщина медных пленок, выращенных на подслое германия, заключена в диапазоне между 1 и 2 нм. Обнаружен сильный размерный эффект в пленках, выращенных на Ge-подслое, обусловленный рассеянием электронов проводимости преимущественно на межкристаллитных границах. Установлено, что коэффициент отражения электронов от межкристаллитных границ в пленках с Ge-подслоем более чем в три раза превосходит аналогичный коэффициент в пленках, выращенных непосредственно на подложке.



Связанная динамика магнитных вихрей в пятислойном спинтрансферном наноосцилляторе
Аннотация
Исследовано влияние спин-поляризованного тока и числа магнитных слоев на связанную динамику вихрей в спин-трансферных наноосцилляторах малого диаметра. Найдена с использованием пакета программ для микромагнитного моделирования SpinPM зависимость частоты от величины токов, при которых наблюдается стационарный режим связанных колебаний трех вихрей. Показана для случая трех одинаковых магнитных слоев возможность реализации разных сценариев связанной динамики вихрей. Получено, что при численном расчете для случая трех магнитных слоев получаются частоты стационарных связанных колебаний меньшие, чем предсказывает теория, построенная на эффективных уравнениях для координат центра вихря.



Температурные зависимости проводимости одноосно деформированного топологического изолятора TaSe3 при различных методах создания деформации
Аннотация
Представлены результаты исследований влияния одноосной деформации на проводимость топологического изолятора TaSe3. С помощью приложения контролируемого удлинения измерена зависимость сопротивления при комнатной температуре от величины удлинения вплоть до рекордных значений удлинения ε = 2%. С использованием методики изгиба эластичной подложки измерения расширены в сторону деформации сжатия. Обнаружено, что зависимость сопротивления от деформации описывается соотношением R = R0exp(−aε) при a ≈ 102. Изучено влияние одноосной деформации на температурные зависимости проводимости при использовании различных методов создания деформации. При создании деформации более 0.5 ± 0.1% методом контролируемого удлинения материал переходит в диэлектрическое состояние в диапазоне температур от гелиевых до 300 К, при деформациях более 1% при температурах 50…70 К возникает максимум сопротивления, связываемый с частичной релаксацией одноосной деформации в объеме образца. Показано, что использование широко применяемой методики изгиба подложки создания деформации может приводить к появлению артефактов на температурных зависимостях проводимости образцов.



Нелинейность вольт-амперных характеристик тонких пленок алмазоподобного углерода с примесью никеля
Аннотация
При комнатной температуре исследованы вольт-амперные характеристики структур Pt/DLC/Pt на базе тонких (40 нм) пленок алмазоподобного углерода (DLC) с примесью Ni. Пленки синтезировали в разряде с полым никелевым катодом (РПК) из смеси аргона и пропана при одновременном осаждении DLC и никеля путем физического распыления материала катода. Концентрацию Ni (10, 20 и 40 ат.%) варьировали за счет изменения доли пропана (реакционного газа) в плазмообразующем газе (аргон) в диапазоне C3H8: Ar ~ 1:(1000…7000). Обнаруженное нелинейное поведение вольт-амперных характеристик структур – зависимости кондактанса G от поперечного напряжения V, G ∝ exp(A V1/2) – согласуется с моделью Френкеля–Пула. Отмеченное уменьшение наклона зависимостей ln(G) от V1/2 с увеличением содержания никеля объяснено ростом диэлектрической проницаемости DLC(Ni) при увеличении содержания Ni. Определен порог протекания, соответствующий концентрации Ni ~ 20 aт.%.



ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРАХ
Эмпирическая оценка частотной области уязвимости электронных технических средств методом ударного электромагнитного воздействия
Аннотация
Рассмотрена проблема обеспечения работоспособности электронных технических средств (ЭТС) при воздействии мощного электромагнитного излучения, в частности, рассмотрен механизм отклика ЭТС на внеполосное воздействие излучения. Указаны параметры излучений, характеризующие уровень их воздействия на ЭТС. Предложена методика эмпирической оценки пороговых значений этих параметров, которые характеризуют стойкость ЭТС к воздействию сверхширокополосного излучения.



НОВЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ И ЭЛЕМЕНТЫ
Синтез последовательно-параллельного преобразователя на основе нормально открытых полевых GаAs-транзисторов с использованием эволюционных алгоритмов
Аннотация
Представлена новая методика синтеза схемного решения последовательно-параллельного преобразователя на основе 0.25 мкм GaAs pHEMT технологии с возможностью изготавливать только нормально открытые транзисторы. Показана применимость эволюционных алгоритмов для решения задачи структурно-параметрического синтеза последовательно-параллельного драйвера управления. Получено решение, которое схоже по структуре с решением разработчика, но обладает меньшим потреблением, более высоким быстродействием и теоретически меньше по размерам по сравнению с ранее разработанным драйвером. Сравнение результатов измерений и моделирования подтверждает работоспособность полученной схемы. Работа алгоритма синтеза занимает до 12 часов.



Мегаваттные автоэмиссионные электронные приборы
Аннотация
Рассмотрена возможность создать на основе обратного пьезоэлектрического эффекта и отрицательного электронного сродства наноалмазов, (являющимся естественным состоянием поверхности 111) автоэмиссионные приборы мегаваттной выходной мощности, работающих в ключевом режиме. Дано сравнение двух принципов работы автоэмиссионных приборов, основанных на изменении поля между катодом и анодом. Показано, что взрывная эмиссия ограничивает возможность получения мегаваттной мощности посредством изменения напряжения, а также, что более перспективным представляется способ управлять полем, изменяя расстояние катод–анод от десятков нанометров до микрон. Приведены оценки, согласно которым, такой прибор обладает высоким КПД и может работать при давлении порядка атмосферного.



ХРОНИКА
Памяти Валерия Владимировича Проклова


