Експериментальне дослідження впливу часткового діелектричного заповнення на електродинамічні характеристики та розміри прямокутного хвилеводу:

The results of an experimental study of the effect of partial dielectric filling (PDF) on the electrodynamic characteristics and dimensions of a rectangular waveguide are presented. The results of the experimental study are compared with the calculated ones obtained using an approximate method for determining the effective permittivity and propagation constant of a partially filled waveguide (PWF) presented in [1]. The approximate method differs from the existing ones in that it is not necessary to solve transcendental dispersion equations to determine the propagation constant in a rectangular waveguide with a PDF. In particular, the results of a theoretical calculation of the dependences of the size of the wide wall of the PWF with cross-sectional dimensions of 23 × 10 mm on the change in the fill factor along the wide wall of the waveguide at a frequency of 10 GHz, the wavelength, the wave impedance of the PWF, and the propagation constant on the change in the fill factor along the wide wall, waveguide in the frequency band 6–14 GHz for modification 2–1–2 (thin dielectric plates near the side walls) and 1–2 (thin dielectric plate near one side wall) for the H10 type wave are presented. Experimental studies were carried out using a laboratory setup consisting of a signal generator, a voltage ratio meter, a measuring line based on a rectangular waveguide, to the output of which a short circuit was connected. Dielectric plates (PTFE Ф4) 10 mm wide, 2 mm and 4 mm thick, and 253 mm long were installed inside the rectangular waveguide of the measuring line. The maximum relative error of the results of experimental studies for modifications 2-1-2, 1-2 does not exceed 15%, in particular, for modification 2-1-2 it is less than for 1-2. The presented results confirm the feasibility and high accuracy of calculating the electrodynamic characteristics of the PWF by the approximate method [1]. The reliability and validity of the results obtained is ensured by a sufficiently high convergence of the calculation results with the experimental ones, under boundary conditions with known results, the convergence of the obtained formulas in units of measurement.Представлены результаты экспериментального исследования влияния частичного диэлектрического заполнения (ЧДЗ) на электродинамические характеристики и размеры прямоугольного волновода. Результаты экспериментального исследования сравниваются с расчетными, полученными с помощью приближенного метода определения эффективной диэлектрической проницаемости и постоянной распространения частично заполненного волновода (ЧЗВ), представленного в [1]. Приближенный метод отличается от существующих тем, что для определения постоянной распространения в прямоугольном волноводе с ЧДЗ не нужно решать трансцендентные дисперсионные уравнения. В частности, приводятся результаты теоретического расчета зависимостей размера широкой стенки ЧЗВ с размерами поперечного сечения 23×10 мм от изменения коэффициента заполнения вдоль широкой стенки волновода на частоте 10 ГГц, длины волны, поперечного волнового сопротивления ЧЗВ и постоянной распространения от изменения коэффициента заполнения вдоль широкой стенки волновода в полосе частот 6 – 14 ГГц для модификации 2–1–2 (тонкие диэлектрические пластины возле боковых стенок) и 1–2 (тонкая диэлектрическая пластина возле одной боковой стенки) для волны типа Н10. Экспериментальные исследования проведены с помощью лабораторной установки, состоящей из генератора сигналов, измеретителя отношений напряжений, измерительной линии на базе прямоугольного волновода, к выходу которой присоединялся короткозамыкатель. Внутрь прямоугольного волновода измерительной линии устанавливались диэлектрические пластины (фторопласт Ф4) шириной 10 мм, толщиной 2 мм и 4 мм, длиной 253 мм. Максимальная относительная погрешность результатов экспериментальных исследований для модификаций 2-1-2, 1-2 не превышает 15 %, в частности для модификации 2-1-2 она меньше, чем для 1-2. Представленные результаты подтверждают целесообразность и высокую точность расчетов электродинамических характеристик ЧЗВ приближенным методом [1]. Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается достаточно высокой сходимостью результатов расчета с экспериментальными, при граничных условиях с известными результатами, сходимостью полученных формул по единицам измерения.Представлено результати експериментального дослідження впливу часткового діелектричного заповнення (ЧДЗ) на електродинамічні характеристики та розміри прямокутного хвилеводу. Результати експериментального дослідження порівнюються із розрахунковими, отриманими за допомогою наближеного методу визначення ефективної діелектричної проникності та сталої поширення частково заповненого хвилеводу (ЧЗХ), представленого в [1]. Зокрема наводяться результати теоретичного розрахунку залежностей розміру широкої стінки ЧЗХ із розмірами поперечного перерізу 23×10 мм від коефіцієнта заповнення уздовж широкої стінки хвилеводу на частоті 10 ГГц, довжини хвилі, хвильового опору ЧЗХ та сталої поширення від коефіцієнта заповнення вздовж широкої стінки хвилеводу у смузі частот 6 – 14 ГГц для модифікацій ЧЗХ 2–1–2 (тонкі діелектричні пластини біля бокових стінок) та 1–2 (тонка діелектрична пластина біля однієї бокової стінки) для хвилі типу Н10. Експериментальні дослідження проведено за допомогою лабораторної установки, яка складалась з генератора НВЧ сигналів, вимірювальної лінії (на базі прямокутного хвилеводу), металевого короткозамикача та вимірювача відношення напруг. Всередину прямокутного хвилеводу вимірювальної лінії встановлювались діелектричні пластини з фторопласту Ф4 шириною 10 мм, товщиною 2 мм та 4 мм, довжиною 25,3 см. Максимальна відносна похибка результатів експериментальних досліджень для модифікацій 2–1–2, 1–2 не перевищує 15 %, зокрема для модифікації 2–1–2 вона менша ніж для 1–2. Отримані експериментальні результати підтвердили достатньо високу точність наближеного методу розрахунку ЧЗХ, наведеного у роботі [1]

The linear polarized horn antenna with decreased effective scattering area

The linear polarized rectangular horn antenna with decreased effective scattering area construction is offered. The method of the horn antenna excitation by the longitudinal slot is proposed. Reduction of the effective scattering area is achieved by absorption of the higher wave modes excited by a falling wave

Enhancement of internalization of diphtheria toxin recombinant fragments in sensitive cells mediated by toxin’s T-domain

Subunit B of diphtheria toxin (DT) and its R-domain differ by the presence of T-domain. The aim of the present work was to analyze the interaction of these toxin fragments with mammalian cells in order to evaluate the T-domain’s influence on endocytosis in resistant cells. Internalization of recombinant fluorescent subunit B and R-domain was characterized in toxin-resistant L929 cells derived from mouse connective tissue and toxin-sensitive Vero cells from African green monkey kidney. It was found that during incubation of cells in the presence of both subunit B and R-domain in the culture medium, Vero cells internalize more molecules of subunit B than of R-domain. Under the same conditions, L929 cells internalize more molecules of R-domain than of subunit B. Colocalization of fluorescent subunit B and R-domain in L929 was rapid and proceeded almost completely at the early period of incubation compared to Vero cells in which it was slow and occurred gradually. The obtained data suggest that T-domain affects internalization and endosomal transport of DT in cells indirectly correlated with their toxin sensitivity. It was concluded that T-domain participates in intracellular endosomal transport and sorting of DT only in toxin-sensitive cells by enhancing the internalization of toxin molecules

Метод вимірювання ефективної діелектричної проникності частково заповнених хвилеводів за допомогою неузгодженого Т-мосту

Introduction. Waveguides, partially filled with dielectric material (partially filled waveguides) are widely used in the super high frequency equipment. They have certain advantages over hollow waveguides, including the possibility of reducing sizes of a cross-section, increasing the power of radiation and suppressing undesired types of waves. Following the production of diverse new dielectric materials intended for use in super high frequency range devices, there is a need to continuously develop methods of calculation and measuring characteristics of partially filled waveguides.Statement of the problem. The theory of completely filled waveguides and waveguides with dielectric filling along narrow walls is developed quite thoroughly. However, its application to various waveguide devices requires the solution of transcendental equations, which is possible only using numerical methods. This makes it difficult to obtain information about any characteristics of a device. There is also an effect of a large number of factors influencing the characteristics of partially filled waveguides (degree of filling, position of a waveguide plate, magnitude of the dielectric permittivity, etc.). For the study of partially filled waveguides with different sample height, among others, this paper presents an approach, which is based on the representation of the relative permittivity of the medium in the form of two real functions, each of which depends on the cross-section from one coordinate. This is an approximate method for determining the proper scalar and vector functions of partially filled waveguides. The solution of the electrodynamic problem for partially filled waveguides is reduced to determining the propagation constant in a waveguide using exact or approximate methods. This paper presents the method which allows calculating the propagation constant at any frequency, by measuring the value of effective dielectric permittivity.Results and discussion. According to the results of the analysis, it is shown that known methods of measuring effective dielectric permittivity (using a measuring line, a panoramic indicator, and a bridge meter) have certain shortcomings in relation to the modification of partially filled waveguides, bandlimitedness, and a significant relative error of measurement with increasing effective dielectric permittivity. In particular, the lack of bridge meters is a very narrow frequency range in which the bridge remains matched. It is almost necessary to match the bridge at each frequency, reaching the absence of a signal in the arm E for identical loads that are connected to the side arm. For this, bridges have tuning elements in the form of pins, diaphragms, etc. The method for measuring effective dielectric permittivity of partially filled waveguides using an unmatched T-bridge, which does not have these deficiencies, is introduced.Conclusions. The scientific novelty of the proposed method for measuring effective permittivity of partially filled waveguides using an unmatched T-bridge is the possibility of providing broadbandness, increasing the accuracy of measurements, and the universality through the use of a panoramic indicator of the standing wave ratio using the voltage and electron-computer. One more point is the ability to measure effective dielectric permittivity when other measurement methods are not suitable. The results obtained should be used when designing new antenna systems, which include partly filled waveguides, as well as part of teaching and learning activities for creating new workplaces or improving existing ones aimed at laboratory and practical training using the above method of measurement.В технике сверхвысоких частот широко используются волноводы, которые частично заполнены диэлектрическим материалом – частично-заполненные волноводы. Они имеют преимущества по сравнению с полыми волноводами, состоящие в возможности уменьшения размеров их поперечного сечения, увеличения мощности излучения и подавления нежелательных типов электромагнитных волн. В связи с выпуском новых разнообразных диэлектрических материалов, предназначенных для использования в устройствах диапазона сверхвысоких частот с малыми потерями, возрастает необходимость развивать методы расчета и методы измерения характеристик частично-заполненных волноводов. Решение электродинамической задачи для частично-заполненных волноводов сводится к поиску постоянной распространения электромагнитной волны в волноводе точными или приближенными методами. В статье рассмотрен метод, позволяющий измерить значение эффективной диэлектрической проницаемости и рассчитать постоянную распространения волны на любой частоте. Показано, что известные методы измерения (с помощью измерительной линии, панорамного измерителя, мостового измерителя) имеют недостатки в зависимости от модификации частично-заполненных волноводов, узкополосности, значительной относительной погрешности измерения. Предложенный метод измерения эффективной диэлектрической проницаемости частично-заполненных волноводов основан на применении несогласованного Т-моста, что обеспечивает высокую точность и широкополосность измерения. Для увеличения быстродействия измерения применена электронно-вычислительная машина. С ее помощью, благодаря различным программно-установленным компонентам, осуществляется статистическая обработка результатов, определяются характерные точки на графиках или рассчитываются другие производные параметры. Предложенный метод можно использовать для разработки и изготовления новых антенных систем, в состав которых входят частично-заполненые волноводы, а также в учебном процессе для подготовки специалистов соответствующей отрасли.Вступ. У техніці надвисоких частот широко застосовуються хвилеводи, що частково заповнені діелектричним матеріалом – частково-заповнені хвилеводи. Вони мають переваги порівняно із порожнистими хвилеводами, зокрема можливості щодо зменшення розмірів поперечного перетину, збільшення потужності випромінювання та подавлення небажаних типів хвиль. У зв’язку з випуском нових різноманітних діелектричних матеріалів, призначених для використання в пристроях діапазону надвисоких частот з малими втратами, має місце необхідність постійно розвивати методи розрахунку та методи вимірювання характеристик частково-заповнених хвилеводів. Постановка проблеми. Теорія хвилеводів, заповнених повністю і хвилеводів з діелектричним заповненням вздовж вузьких стінок, розроблена достатньо повно. Проте її застосування до різних хвилеводних пристроїв потребує розв’язку трансцендентних рівнянь, що можливо лише чисельними методами. Це ускладнює отримання інформації про будь-яку характеристику пристрою. Також впливає велика кількість факторів, від яких залежать характеристики частково-заповнених хвилеводів (ступінь заповнення, положення пластини у хвилеводі, величина діелектричної проникності тощо). Розв’язок електродинамічної задачі для частково-заповнених хвилеводів зводиться до пошуку сталої поширення в хвилеводі. Точний розв’язок рівняння Гельмгольца електромагнітного поля для таких хвилеводів можливий лише в окремих випадках, наприклад, в шаруватих хвилеводах, коли межа розподілу підкоряється кусково-неперервним законом розподілу проникностей. Класичні методи визначення сталих поширення в частково-заповнених хвилеводах зводяться до розв’язку дисперсійного рівняння, отриманого або методом прирівнювання тангенційних складових електричного та магнітного полів на межах розподілу кожного шару, або методом теорії кіл. Для дослідження частково-заповнених хвилеводів з різною висотою зразка, серед інших, пропонується підхід, який базується на поданні відносної діелектричної проникності середовища у вигляді двох дійсних функцій, кожна з яких залежить у поперечному перетині від однієї координати. Це наближена методика визначення власних скалярних і векторних функцій частково-заповнених хвилеводів. Отже, розв’язок електродинамічної задачі для частково-заповнених хвилеводів зводиться до пошуку сталої поширення в хвилеводі точними або наближеними методами. У статті розглядається метод, який дозволяє, вимірявши значення ефективної діелектричної проникності, розрахувати сталу поширення за будь-якої частоти. Результати. За результатами проведеного аналізу показано, що відомі методи вимірювання ефективної діелектричної проникності (за допомогою вимірювальної лінії, панорамного вимірювача, мостового вимірювача) мають недоліки щодо залежності від модифікації частково-заповнених хвилеводів, вузькосмуговості, значної відносної похибки вимірювання за збільшення ефективної діелектричної проникності. Зокрема, недоліком мостових вимірювачів є дуже вузький частотний діапазон, в якому міст залишається узгодженим. Практично необхідно узгоджувати міст на кожній частоті, досягаючи відсутності сигналу в плечі Е за однакових навантажень, що підключені до бокових плечей. Для цього мости мають налаштувальні елементи у вигляді штирів, діафрагм та ін. Запропоновано метод вимірювання ефективної діелектричної проникності частково заповнених хвилеводів за допомогою неузгодженого Т-мосту, який вказаних недоліків не має.Висновки. Наукова новизна запропонованого методу вимірювання ефективної діелектричної проникності частково-заповнених хвилеводів за допомогою неузгодженого Т-мосту полягає у можливості забезпечення широкосмуговості, підвищенні точності вимірювань, універсальності за рахунок застосування панорамного вимірювача коефіцієнта стоячої хвилі за напругою та електронно-обчислювальної машини. Особливістю також є можливість вимірювання ефективної діелектричної проникності у випадках такого частково-заповненого хвилеводу, де інші методи вимірювань не підходять. Отримані результати доцільно застосовувати під час проектування нових антенних систем, до складу яких входять частково-заповнені хвилеводи, а також у навчальному процесі для створення нових або удосконалення існуючих робочих місць для проведення лабораторних та практичних занять з використанням наведеного методу вимірювання

Cell model for the study of receptor and regulatory functions of human proHB-EGF

Developing of new models and approaches, particularly with fluorescent techniques, for investigation of intracellular transport of proHB-EGF and its ligand-receptor complexes is strongly required. In order to create a model for studying proHB-EGF functions the genetic construction pEGFP-N1-proHB-EGF, encoding proHB-EGF-EGFP which is fluorescent-labeled form of proHB-EGF with enhanced green fluorescent protein EGFP in the cytoplasmic terminus of the molecule, was obtained. Eukaryotic cells expressing fusion protein proHB-EGF-EGFP on the cell surface were obtained by transfection with pEGFP-N1-proHB-EGF. Expressed in the Vero cells proHB-EGF-EGFP could bind fluorescent derivative of nontoxic receptor-binding subunit B of diphtheria toxin mCherry-SubB. After stimulation of transfected cells with TPA (12-O-Tetradecanoylphorbol-13-acetate), proHB-EGF-EGFP formed a fluorescentl-labeled C-terminal fragment of the molecule – CTF-EGFP. Thus, the obtained genetic construction pEGFP-N1-proHB-EGF could be helpful in visualization of molecules proHB-EGF and CTF in cells, may open new possibilities for the studying of their functions, such as receptor function of proHB-EGF for diphtheria toxin, intracellular translocation of CTF and provide possibilities for natural proHB-EGF ligands search

Modeling and rapid method measurement of RCS horn antennas diagram

В роботі розглянуто метод електродинамічного масштабування моделей рупорних антен, представлені на основі рівнянь Максвела моделі для вимірювання ефективної поверхні їх розсіювання (ЕПР). Запропонована удосконалена методика вимірювання ЕПР рупорних антен від кута спостереження θ в сантиметровому діапазоні довжин хвиль. Приведені дані вимірювання ЕПР двох рупорних антен при коротко замкнутому і узгодженому навантаженні у хвилеводному тракті в залежності від кута спостередження.Introduction. The development of new technology and reliable operation of radio systems requires knowledge of the scattering of radio waves by radar targets. For solids with complicated form there are no sufficiently accurate calculation methods and their information about the RCS can be obtained by measuring. Therefore, the development of the theory of the case and the extensive experimental study of the scattering and diffraction of radio waves lead to the development of new methods for measuring the RCS. Theoretical statement. Method of scale models of electrodynamic horn antennas is presented on the basis of Maxwell's equations model to measure their radar cross-section (RCS ) in theoretical statement. RCS characteristics of horn antennas were fabricated and measured in these antennas in decimeter wavelengths for validation of the results. The results of calculating and measuring the two horn antennas EPR are shown agreement with graphic precision. It confirms the receiving calculation by method based on EPR measurements of VSWR. Conclusion. The proposed method of electrodynamic simulation and measurement method of horn antennas allows to estimate the RCS chart in broad sector of irradiation angles and reception. The potentially achievable degree of reduction can be determined from a comparison of the RCS horn antenna with a matched load and short-circuited. The value of the RCS horn antennas allows you to use them as measures of operating the RCS measurement units.В работе рассмотрен метод электродинамического масштабирования моделей рупорных антенн, представлены на основании уравнения Максвелла модели для измерения эффективной поверхности их рассеяния (ЭПР). Предложена усовершенствованная методика измерения ЭПР рупорных антенн от угла наблюдения в сантиметровом диапазоне длин волн. Приведены данные измерения ЭПР двух рупорных антенн при короткозамкнутой и согласованной нагрузке в волноводном тракте в зависимости от угла наблюдения