Том 68, № 8 (2023)

Представлены результаты анализа энергопотребления передающей активной фазированной антенной решетки (АФАР) космического аппарата (КА) низкоорбитальной системы связи (широкополосного доступа или прямого доступа к абонентам сотовой сети). Показано, что для уменьшения энергопотребления включением (выключением) излучателей в зависимости от угла отклонения луча от надира можно достичь существенного снижения тепловыделения АФАР КА. Но это решение реализуемо только при условии, что АФАР формирует один “прыгающий” луч.

Рассмотрена задача о влиянии плазмы факела ракетного двигателя (РД) на диаграмму направленности (ДН) бортовой антенны третьей ступени ракеты-носителя. Показана возможность использования метода импедансного аналога электромагнитного пространства Сестрорецкого для решения данной задачи. Приведена картина распределения плазменной частоты в шлейфе факела РД. Получены картины распределения амплитуды и фазы магнитного поля в исследуемой области. Представлены ДН антенной системы, показывающие существенное смещение направления главного лепестка и изменение его формы.

Разработаны алгоритмические решения по оценке качества связи с беспилотным летательным аппаратом. Качество связи определяется вероятностью символьной ошибки на входе помехоустойчивого кодера, априорный расчет которой выполнен в приближении модели райсовского канала связи. Основное внимание в решении уделено определению затуханий, обусловленных совместным влиянием рельефа местности и тропосферной рефракции на энергетические параметры линии “наземный пункт связи–беспилотный летательный аппарат”. Расчет затуханий выполнен при совместном численном решении псевдоспектральным методом разделения шагов пары параболических уравнений, формируемых из двумерного уравнения Гельмгольца при узко- и широкоугольном приближениях. Выделены особенности основных этапов алгоритмической реализации составленного решения, а его работоспособность проверена на конкретных тестовых примерах.

Предложен алгоритм оценивания спектральной корреляционной функции (СКФ) циклостационарных случайных процессов (ЦССП) по их реализациям конечной длительности. Описаны основные шаги алгоритма и формализованы основные операции, выполняемые на каждом из них. Представленные результаты оценивания СКФ при наличии коррелированного стационарного шума, перекрывающего анализируемый ЦССП в частотной области, подтверждают эффективность работы алгоритма в условиях низкого отношения сигнал-шум. Проведена оценка количества требуемых вычислительных операций и необходимого объема памяти ЭВМ для хранения промежуточных результатов.

Рассмотрены применения двумерного полноволнового электромагнитного кода “Taimic Anylyser”, разработанного группой Б.В. Сестрорецкого для исследования предельных возможностей диагностики рефлектометрия в плазме токамака. Показано, что путем сравнения экспериментальных данных рефлектометрии с расчетами по этому коду оказывается возможным определить структуру флуктуаций плотности в токамаке, однако экспериментальные радиальные корреляционные длины могут оказаться значительно завышенными. Моделирование с помощью кода “Taimic Anylyser” позволило определить предельный уровень флуктуаций плотности, при котором возможно измерение профиля плотности плазмы и наблюдении альфвеновских флуктуаций в строящемся Международном экспериментальном термоядерном реакторе типа токамак (ИТЭР). Рассмотрены возможные способы увеличения быстродействия и счетного поля кода.

Предложена конструкция радиопоглотителя (РП) с высокой устойчивостью резонансной частоты на основе резистивной пленки с сопротивлением 120 Ом на квадрат и искусственного магнитного проводника в составе пары емкостных решеток на слое диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью \(({{\varepsilon }_{1}} \gg 1)\), металлизированном с противоположной стороны. Результаты численных расчетов частотно-угловых зависимостей коэффициента отражения от РП подтвердили их предварительные оценки, полученные по аналитическим выражениям. Так, при \({{\varepsilon }_{1}} = 20\) сдвиг резонансной частоты не превысил 2% в интервале углов падения \(\varphi = 0^\circ ...60^\circ \), а отношение ширины полосы поглощения РП к его толщине “bandwidth thickness ratio” при \(\varphi = 0\) составило 4.29.

Предложена консервативная модель слабопроводящей материальной среды с меняющимися термодинамическими характеристиками в процессе распространения в ней импульса. Получены уравнения, описывающие изменение формы профиля видеоимпульса, распространяющегося в среде, а также в нелинейных линиях передачи с температурной зависимостью диэлектрической проницаемости. Показано, что если температурный коэффициент диэлектрической проницаемости отрицателен, то возможно увеличение пиковой мощности импульса с течением времени, в противном случае температурная зависимость диэлектрической проницаемости приводит к увеличению затухания.

Исследованы полевые зависимости электропроводности структур Pt/DLC/Pt на базе тонких слоев высокоомного алмазоподобного углерода (DLC). Показано, что неомическое поведение проводимости структур описывается формулой Френкеля–Пула и связано с коррелированным распределением зарядов в условиях их перколяционного прыжкового транспорта между низкоомными областями DLC.