Том 68, № 1 (2023)

Рассмотрена задача рассеяния плоской электромагнитной волны на двумерно-периодической структуре, образованной из поглощающих сферических радиально неоднородных диэлектрических элементов типа электромагнитных черных дыр, расположенных на полубесконечной подложке. Разработан численный алгоритм решения, основанный на гибридном проекционном методе с учетом особенностей конструкции черных дыр. Алгоритм также обобщен на случай расположения черных дыр на идеально проводящем экране. Выведены новые выражения для расчета мощности, поглощенной элементами структуры, и представлены численные результаты, характеризующие эффективность поглощения структуры.

Рассмотрена возможность расширения зоны действия ионозонда за счет применения навигационных спутниковых систем для обеспечения надежной коротковолновой радиосвязи на протяженных, в том числе многоскачковых, радиотрассах. На основе обработки экспериментальных данных показано, что увеличение функциональности ионозонда вертикального зондирования может быть обеспечено при помощи аппаратно-программного комплекса ионосферного зондирования, использующего данные навигационных спутников. Применение такого комплекса в месте расположения ионозонда вертикального зондирования позволит получить детальную картину распределения электронной концентрации не только вдали от него, но и внутри самой области зондирования, вдоль траекторий всех подионосферных точек, пересекающих зону ответственности станции вертикального зондирования. Показана возможность создания плотной сети ионосферного контроля на основе территориально распределенных станций вертикального зондирования и аппаратно-программных комплексов.

На основе непосредственного и без упрощающих допущений вычисления интеграла Фурье выполнен анализ процесса прохождения терагерцевых импульсов со шляповидной огибающей и огибающей Ван Бладела через слой резонансно-поглощающей среды, описываемой моделью Друде–Лоренца. Показано, что до окончания временного отрезка, предписываемого уравнениями Максвелла, излучение на выходе из слоя отсутствует, т.е. эффекта “сверхсветового” распространения электромагнитного импульса через резонансно-поглощающую среду интеграл Фурье не содержит. Предложена альтернативная интерпретация смещения к началу импульса максимума огибающей, выходящего из слоя излучения при малых оптических глубинах (~1) слоя на резонансной частоте среды.

Рассмотрена сфокусированная в зоне Френеля бифокальная линейная решетка вытекающей волны. Параметры структуры обеспечивают идеальную фокусировку поля в двух точках, соответствующих двум разным частотам. В рамках приближенной теории антенных решеток проведен анализ бифокальной решетки, исследованы форма дуги частотного сканирования и распределение поля в фокальном пятне. Для полосковой решетки с щелевыми излучателями выполнено электродинамическое моделирование. Представлены параметры рассеяния решетки и ее характеристики излучения. Обсуждаются особенности конструкции полосковой антенны, обеспечивающие уменьшение влияния эффекта нормали. Приведены результаты экспериментального исследования полосковой бифокальной решетки. Показана возможность реализации симметричной дуги сканирования и достижения низкого уровня оптических аберраций.

Приведены методы описания искажений сигналов при их распространении по трансионосферным линиям передачи, определяющих возникновение интерференционных межсимвольных и межканальных помех. Разработана методика оценки статистических характеристик интерференционных помех и произведено их оценивание для цифровых сигналов с фазовой манипуляцией путем моделирования трансионосферных линий. Оценены вероятностные характеристики и асимптотические вероятности ошибочного приема рассматриваемых сигналов с увеличением их частотной полосы с использованием вычисленных статистических характеристик для линий Р-частотного диапазона.

Предложена обобщенная методика расчета схемы пассивного смесителя частот с управлением по току на произвольной промежуточной частоте с учетом комплексного входного импеданса источника тока и выходной нагрузки. Приведены результаты моделирования в среде Micro-Cap и сравнения с расчетом. Рассмотрены частотные зависимости передаточного импеданса.

Представлены результаты работы по определению высоты снежного покрова на участке с относительно ровным рельефом местности с помощью лазерного дальномера. Данные по толщине снежного покрова определяли по зависимости разности расстояний от точки отражения до дальномера при наличии снежного покрова и без него в зимне-весенний период. Проведено моделирование определения толщины снежного покрова в предположении небольших неровностей обмеряемой поверхности. Показано, что данные моделирования могут расходиться с экспериментальными результатами вплоть до величин ~200 мм даже на относительно ровных участках с уклоном менее 1°, что в некоторых случаях недостаточно для прогнозирования воздействия снега на заснеженные объекты. Проведено сравнение с другими методами измерений высоты снежного покрова, обсуждаются возможные применения используемой методики в задачах мониторинга и дистанционного зондирования.

Рассмотрено влияние одноосной анизотропии высоких порядков на характер ориентационного перехода намагниченности. В геометрии нормального намагничивания среды относительно оси анизотропии получена плотность энергии и равновесное положение намагниченности в зависимости от величины приложенного поля. Рассмотрена ориентация намагниченности при анизотропии от второго до восьмого четных порядков включительно. В качестве примера рассмотрено одновременное присутствие анизотропии второго и четвертого порядков. Для этого случая получено алгебраическое уравнение третьей степени, для анализа которого использован дискриминант Кардано. Показано, что в случае отрицательного значения дискриминанта зависимость ориентации намагниченности от поля имеет гистерезисный характер.

Рассмотрена одномерная модель спиновой цепочки конечной длины с взаимодействием Дзялошинского–Мория. Разработан алгоритм моделирования задачи и представлены расчеты, демонстрирующие, что магнитные дискретные бризеры различного типа могут существовать в фазе вынужденного ферромагнетизма кирального гелимагнетика. Показано, что учет взаимодействия Дзялошинского–Мория приводит к уменьшению амплитуды магнитных дискретных бризеров.