РЕЗУЛЬТАТЫ КРАТКОГО СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВЛИЯНИЯ ИОНОСФЕРЫ ЗЕМЛИ НА СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫЕ СИГНАЛЫ X-ДИАПАЗОНА

For range portrait formation at usage ultrabroadband linearly frequency-modulated signal in radar it is necessary to consider all distortions of an electromagnetic wave on a radio route. At observation over circumterraneousobjects the signal transits through an ionosphere. The electromagnetic wave in it will be exposed to non-linearity distortions, which transform of signal time structure. It leads to distance error origin. For its compensating it is necessary to use the mathematical model of signal distortions in an ionosphere.Для формирования дальностного портрета при использовании сверхширокополосного линейно частотно-модулированного сигнала в радиолокационных станциях необходимо учитывать все искажения электромагнитной волны на радиотрассе. При наблюдении за околоземными объектами сигнал проходит через ионосферу. Электромагнитная волна в ней будет подвергаться нелинейным искажениям, которые изменят временную структуру сигнала. Это приводит к возникновению ошибки по дальности. Для её компенсации нужна математическая модель искажений сигнала в ионосфере.

Повышение точности и метрологическое обеспечение измерителей мощности в диапазоне частот от 37,5 до 178,6 ГГц.

To satisfy the needs for metrological support of power measurements in the frequency range from 37.5 to 178.6 GHz, the device has been developed and designed for automated measurements, calibrations and verification  of  wattmeters  with high  accuracy  and  the  ability  to  adapt  to  various  types  of  devices  under investigation. This paper presents the composition, diagram andgeneral principle of the device. A description of the structure of isothermal calorimetric converters of autocompensation type with dry load and reference body, which are the basis of the device, is given. The implemented algorithms for converting and replacing microwave power with direct current power of the developed calorimetric wattmeters are presented. The measures taken at the manufacturing stage to minimize sources of measurement uncertainty are described. To assess the accuracy of  measuring  the  absorbed  power, a  mathematical  model  of  the  conversion  factor  has  been  compiled. Corrections  have  been  introduced into  this  mathematical  model  to  improve  the  measurement  accuracy  of  the reproducible  microwave  power.  The  obtained  basic  metrological  and  technical  characteristics  of  calorimetric wattmeters  and  comparison  equipment  of  the  device  are  presented.  The  obtained  metrological  and  technical characteristics correspond to the current level of standard equipment.Для  удовлетворения  потребности  в  метрологическом  обеспечении  измерений  мощности в диапазоне частот от 37,5 до 178,6 ГГц была разработана установка, предназначенная для проведения автоматизированных  измерений,  калибровок  и  проверок  ваттметров  с  высокой  точностью  и возможностью  адаптации  под  различные  типы  исследуемых  устройств.  В  данной  работе  представлен состав,  схема  и  общий  принцип  работы  установки.  Дано  описание  структуры  изотермических калориметрических преобразователей автокомпенсационного типа с сухой нагрузкой и телом сравнения, являющихся основой установки. Представлены реализованные алгоритмы преобразования и замещения мощности СВЧ мощностью постоянного тока разработанных калориметрических ваттметров. Описаны меры,  принятые  на  стадии  изготовления,  по  минимизации  источников  неопределенности  измерений. Для  оценки  точности  измерения  поглощаемой  мощности  составлена  математическая  модель коэффициента преобразования. В указанную математическую модель введены поправки, позволяющие повысить  точность  измерения  воспроизводимой  мощности  миллиметрового  диапазона  длин  волн. Приведены  полученные  основные  метрологические  и  технические  характеристики  калориметрических ваттметров  и  устройств  сличения  установки.  Полученные  метрологические  и  технические характеристики соответствуют современному уровню эталонного оборудования

КОМПЕНСАЦИЯ УГЛОВЫХ И ДОПЛЕРОВСКИХ ИСКАЖЕНИЙ ДИСКРЕТНЫХ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ С ЛИНЕЙНЫМИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫМИ ДИСКРЕТАМИ В АНТЕННЫХ РЕШЕТКАХ

The analysis of singularities of influence angular and Dopler distortions on results of handling of the discrete is frequency-keyed signals in broad-band systems of spatio-temporal handling is carried out. Variants of compensating of the given types of distortions in the linear antenna arrays are considered. As impulses of the frequency-manipulated signal the linear frequency-modulated signals are used.Проведен анализ особенностей влияния угловых и доплеровских искажений на результаты обработки дискретных частотно-манипулированных сигналов в широкополосных системах пространственно-временной обработки. Рассмотрены варианты компенсации данных видов искажений в линейных антенных решетках. В качестве дискретов частотно-манипулированного сигнала используются линейные частотно-модулированные сигналы

ИСКАЖЕНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ С ЛИНЕЙНЫМИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫМИ ДИСКРЕТАМИ В АНТЕННОЙ РЕШЕТКЕ

Singularities of influence of distortions caused by object rotation, change of its sizes and nonlinearity of transceiver paths of the antenna array on results of handling of the discrete is frequency-keyed signals in broad-band radar-tracking systems of spatio-temporal handling are considered. Variants of compensating of the given types of distortions in the linear antenna arrays are offered.Рассмотрены особенности влияния искажений вызванных вращением объекта, изменением его размеров и неидентичностью приемо-передающих трактов антенной решетки на результаты обработки дискретных частотно-манипулированных сигналов в широкополосных радиолокационных системах пространственно-временной обработки. Предложены варианты компенсации данных видов искажений в линейных антенных решетках

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УМНОЖИТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ В ДИАПАЗОНЕ 120-220 ГГЦ

The features of the design and the operation principle of frequency doublers in range 120-220 GHz are considered. The results of input and output power measurements of frequency doublers are given, the values of them efficiency factors are calculated. A technique for measuring and estimating the results of the deviation of the efficiency is developed. The dependence of the transmission coefficients from the value of the output power of the frequency doublers is investigated.Рассмотрены особенности конструкции и принципа работы удвоителей частоты в диапазоне частот 120-220 ГГц. Приведены результаты измерений входной и выходной мощности удвоителей частоты, рассчитаны значения их коэффициентов передачи по мощности. Разработана методика измерений и оценки результатов отклонения коэффициента передачи по мощности удвоителей частоты. Исследованы зависимости коэффициентов передачи по мощности от значения выходной мощности удвоителей

Элемент согласования волноводной линии передачи с диодом

The article deals with the issues of matching a waveguide transmission line with millimeter wave diodes. The implementation of the transition of a rectangular waveguide to a microstrip switching line in the form of a line of the fin-line type is described. The computer simulation results of the transmission coefficient module of the developed element and the standing wave coefficient by voltage separately for the transition from a rectangular waveguide to a microstrip transmission line and as part of an amplitude detector are shown. A joint application of the developed element with a microstrip detector based on a Schottky diode in the frequency range from 118.1 to 178.4 GHz is proposed. The results of measuring its parameters and the results of determining the sensitivity are given, as well as the evaluation of the results obtained is performed. The obtained results proved the possibility of using the matching element of a waveguide transmission line with a diode in the millimeter wavelength range. Рассмотрены вопросы согласования волноводной линии передачи с диодами миллиметрового диапазона длин волн. Описана реализация перехода с прямоугольного волновода на микрополосковую линию передачи в виде линии типа фин-лайн. Показаны результаты компьютерного моделирования модуля коэффициента передачи разработанного элемента и коэффициента стоячей волны по напряжению отдельно перехода с прямоугольного волновода на микрополосковую линию передачи и в составе амплитудного детектора. Представлена реализация совместного применения разработанного элемента с микрополосковым детектором на базе диода Шоттки в диапазоне частот от 118,1 до 178,4 ГГц. Приведены результаты измерения его параметров и определения чувствительности. При оценке полученных данных подтверждена возможность применения разработанного элемента согласования волноводной линии передачи с диодом в миллиметровом диапазоне длин волн

Experimental and Numerical Modeling of Segregation in Metallic Alloys

International audienceElectromagnetic levitation (EML) has been used as an experimental technique for investigating the effect of the nucleation and cooling rate on segregation and structure formation in metallic alloys. The technique has been applied to aluminum-copper alloys. For all samples, the primary phase nucleation has been triggered by the contact of the levitated droplet with an alumina plate at a given undercooling. Based on the recorded temperature curves, the heat extraction rate and the nucleation undercooling for the primary dendritic and the secondary eutectic structures have been determined. Metallurgical characterizations have consisted of composition measurements using a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive X-ray spectrometry and the analysis of SEM images. The distribution maps drawn for the composition, the volume fraction of the eutectic structure, and the dendrite arm spacing (DAS) reveal strong correlations. Analysis of the measurements with the help of a cellular-automaton (CA)-finite-element (FE) model is also proposed. The model involves a new coupling scheme between the CA and FE methods and a segregation model accounting for diffusion in the solid and liquid phases. Extensive validation of the model has been carried out on a typical equiaxed grain configuration, i.e., considering the free growth of a mushy zone in an undercooled melt. It demonstrates its capability of dealing with mass exchange inside and outside the envelope of a growing primary dendritic structure. The model has been applied to predict the temperature curve, the segregation, and the eutectic volume fraction obtained upon single-grain nucleation and growth from the south pole of a spherical domain with and without triggering of the nucleation of the primary solid phase, thus simulating the solidification of a levitated droplet. Predictions permit a direct interpretation of the measurements

Перспективные интеллектуальные материалы для радиоэлектроники

The investigations of a multilayer material – a polymeric radio-transparent electrically conductive film of polyaniline with a concentration of 5, 10 and 50 % by weight on a radio-transparent fiberglass substrate were carried out. Such materials are multifunctional – the material itself has the required characteristics, but when it is exposed to external electromagnetic radiation, it provides shielding functions. Electrically conductive polymer samples (polyaniline film) deposited on a fiberglass substrate have low attenuation in the 8–12 GHz transparency band, low electromagnetic radiation reflection coefficient, high conductivity and performance characteristics, as well as manufacturability.Выполнены исследования многослойного материала – полимерной радиопрозрачной электропроводящей пленки полианилина концентрации 5, 10 и 50 % по массе на радиопрозрачной подложке из стеклопластика. Такие материалы являются многофункциональными – собственно материал с требуемыми характеристиками, но при воздействии внешнего электромагнитного излучения выполняет экранирующие функции. Образцы электропроводящего полимера (пленки полианилина), нанесенные на подложку из стеклопластика, обладают малым затуханием в полосе прозрачности 8–12 ГГц, низким коэффициентом отражения электромагнитного излучения, высокими проводимостью и эксплуатационными характеристиками, технологичностью

Estimation of cooling rates during close-coupled gas atomization using secondary dendrite arm spacing measurement

Al-4 wt pct Cu alloy has been gas atomized using a commercial close-coupled gas-atomization system. The resulting metal powders have been sieved into six size fractions, and the SDAS has been determined using electron microscopy. Cooling rates for the powders have been estimated using a range of published conversion factors for Al-Cu alloy, with reasonable agreement being found between sources. We find that cooling rates are very low relative to those often quoted for gas-atomized powders, of the order of 10 K s for sub-38 μm powders. We believe that a number of numerical studies of gas atomization have overestimated the cooling rate during solidification, probably as a consequence of overestimating the differential velocity between the gas and the particles. From the cooling rates measured in the current study, we estimate that such velocities are unlikely to exceed 20 m s

RESULTS OF THE SHORT COMPARATIVE ANALYSIS OF MATHEMATICAL MODELS OF INFLUENCE OF THE IONOSPHERE OF THE EARTH ON ULTRA BROADBAND SIGNALS X-RANGE

For range portrait formation at usage ultrabroadband linearly frequency-modulated signal in radar it is necessary to consider all distortions of an electromagnetic wave on a radio route. At observation over circumterraneousobjects the signal transits through an ionosphere. The electromagnetic wave in it will be exposed to non-linearity distortions, which transform of signal time structure. It leads to distance error origin. For its compensating it is necessary to use the mathematical model of signal distortions in an ionosphere