Радиотехника и электроника

Рассмотрены вопросы анализа и синтеза двухполяризационных сверхширокополосных отражательных антенных решеток сверхширокополосных элементов протяженной длины типа антенн Вивальди и ТЕМ-рупоров. Синтез и анализ выполнены в приближении локально периодической решетки, в рамках которого каждому ее элементу можно поставить в соответствие ячейку Флоке. Представлена процедура приближенного синтеза двухполяризационной сверхширокополосной отражательной антенной решетки учитывающая зависимость фазы коэффициента передачи ячейки Флоке от угла падения и поляризации возбуждающей волны. Предложен подход к анализу сверхширокополосной отражательной решетки, основанный на численном расчете матрицы рассеяния ячейки Флоке в комбинации с методом последовательных приближений. Проведено сравнение решений на первой и второй итерациях, обсуждается целесообразность дальнейшей коррекции решения путем увеличения порядка приближения.

Путем численного моделирования проведено исследование характеристик согласования и излучения плоской синфазной двумерно-периодической сверхдиапазонной антенной решетки щелевых рупоров в зависимости от периода и длины элементов решетки, входного и выходного сопротивления, типа питающих линий и формы экрана. Разработан и исследован 64-канальный делитель мощности с выходами в виде симметричных двухпроводных полосковых линий и проведены исследования решетки 8 × 8 элементов с делителем мощности в качестве системы питания. Показано, что решетка с П-образным экраном обеспечивает рабочую полосу частот более 20:1.

Приведены результаты экспериментальных исследований зависимости постоянной распространения электромагнитной волны вдоль проводников стелющихся антенн от свойств грунта в декаметровом диапазоне длин волн и проведено сравнение с известными аналитическими выражениями. Установлены точностные характеристики известных формул и дана оценка их применимости для решения практических задач.

Рассмотрена задача создания системы построения двумерных изображений в радиосвете на основе корреляционного приема, где под радиосветом понимается сверхширокополосное шумоподобное микроволновое излучение. Разработана математическая модель, при помощи которой были получены изображения ламп радиосвета, также результаты моделирования были использованы для создания реального макета системы приема. Проведены эксперименты с макетом системы построения двумерных изображений в радиосвете на основе корреляционного приема, при помощи которого были получены изображения двух источников радиосвета с разницей в уровне излучения 12 дБ.

Рассмотрено явление нестационарного запаздывания возбуждения высокоамплитудных хаотических колебаний в системе из двух связанных осцилляторов. Приведено краткое описание двух реальных физических систем, допускающих возбуждение хаотических колебаний, обладающих нестационарным запаздыванием. Показано, что колебания в обеих системах могут быть описаны на основе одной и той же модели двух связанных осцилляторов, один из которых является нелинейным, а второй – линейным. Для такой модели приведена система двух дифференциальных уравнений второго порядка. Произведено упрощение данной системы с сохранением ядра, обеспечивающего эффект запаздывания высокоамплитудных хаотических колебаний. Рассмотрена возможность замены в системе внешнего возбуждения на начальное смещение одного из осцилляторов.

Получены новые экспериментальные данные, указывающие на следующие две причины обнаруженного ранее значительного уменьшения длительности собственного пикосекундного излучения гетероструктуры Al_xGa_1–xAs–GaAs–Al_xGa_1–xAs, выходившего из ее торца в выделенном направлении: 1) возвращающееся в активную область излучение, отраженное от торца, забирает значительную часть энергии инверсии населенности, которая иначе затрачивалась бы на генерацию излучения, движущегося к торцу; 2) образовывавшиеся неоднородности отраженного излучения вызывали такое переключение состояний мультистабильного фотонного кристалла, наводимого в гетероструктуре ее излучением, что для излучения, которое выходило бы из торца в выделенном направлении, росла запрещенная зона, и в гетероструктуре, и как следствие в воздушном пространстве, менялись траектории излучения.

Представлены результаты экспериментального исследования новых технологических решений для создания базовых элементов в составе компактных биоподобных спайковых нейронов: наноразмерных джозефсоновских контактах с золотым проводом в области слабой связи. Найден дизайн нейрона в целом, для которого малая емкость наноразмерных контактов, выступавшая ранее одним из основных ограничений при практической реализации, уже не является проблемой; работоспособность предложенного схемотехнического решения подтверждается численным моделированием. На основе предложенного решения разработана топологии биоподобного нейрона, необходимые для отладки технологических процессов по изгтотовлению более сложных нейросетей. Полученные результаты открывают новые возможности для создания высокопроизводительных и энергетически эффективных нейронных сетей, что может иметь значительное влияние на развитие искусственного интеллекта и квантовых технологий.