Об управлении электромагнитным полем в пространстве.

Однолучевое преломление
Автор
Сообщение
Alexander Morozov
#43257 2021-08-19 04:30 GMT

Об утверждении: всегда возможно однолучевое преломление плоской волны периодической решеткой показателя преломления (фазовой решеткой), если волна падает на решетку под углом Брэгга.

В СССР на конференции в Тбилисском университете сделал предположение, что это утверждение можно доказать аналитически. Было жарко, и не мог понять, как на такой жаре могут работать замечательные математики ილია ნესტორის ძე ვეკუა, ნიკოლოზ ივანეს ძე მუსხელიშვილი. Их книги храню. Также по этому поводу храню найденную в СССР в Норильске на городской помойке книжку Феликса Рувимовича Гантмахера «Теория матриц». Знатоку мат. анализа подарю.

 

Anderis
#43258 2021-08-19 06:47 GMT
#43257 Alexander Morozov : 
Откуда: Подмосковье
Кто: рабочий

Об утверждении: всегда возможно однолучевое преломление плоской волны периодической решеткой показателя преломления (фазовой решеткой), если волна падает на решетку под углом Брэгга.

Прав был Ленин говоря, что в России кухарка будет управлять государством.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

Я умею читать мысли других, но только тогда, когда они у них есть

 


отредактировал(а) Anderis: 2021-08-21 07:16 GMT
Alexander Morozov
#43267 2021-08-26 04:57 GMT

Мои предки в списках http://дело9м.рф/skazki.html#bookmark5.  Ищу родню, чтобы вместе поработать.

Alexander Morozov
#43365 2021-09-11 05:27 GMT

Продолжение в https://sfiz.ru/forums/posts/10646  и в воспоминаниях от 2015 года http://дело9м.рф/skazki.html#bookmark2

Alexander Morozov
#44875 2021-12-17 11:09 GMT

Инженерам (слово см. в Википедии), предпочитающим расчеты паяльнику.

В наиболее общем виде расчетная подзадача обсуждаемой задачки такова.

Известно: можно синтезировать любой фильтр частот как длинную линию (одномерную) сосредоточенных реактивностей без учета тепловых потерь и размеров.

Изучим двух\трехмерный «фильтр»

— и частот,

— и направлений излучения,

— и очертаний диаграммы направленности.

Видимо, такая «фильтрация» возможна при правильном устройстве физической среды, управляющей электромагнитным полем в свободном пространстве. Нужно искать области управляющей среды с наибольшей устойчивостью\надежностью при заданных требованиях к частотам, направлениям излучения, очертаниям диаграммы направленности.

Применение: тьма беспилотных авто, промышленные радары, радиосвязь 4G, 5G, …

Возможно, при правильных расчетах и конструировании такое устройство будет иметь трудоемкость изготовления не более чем у смартфона при таком же количестве.

Это новое, полезное? Черт его знает! Мнение студентов и молодых специалистов уместно.

На картинке в образе QUCS пассивная периодическая фазовая решетка из сосредоточенных элементов. На диэлектрическую среду с дифракцией Брэгга не похожа, но также хорошо управляет полем в пространстве (сопротивления нагрузки).

Ныне пользуюсь MICRO-CAP 12 и перейду к MATLAB. Что есть лучше?

Кто рассчитает за зимние выходные?

Ради любопытства?

За поощрения? Какие?

Спасибо за внимание. Александр, токарь, бывший буровой и радиоинженер.

Alexander Morozov
#47117 2022-03-27 10:13 GMT

Продолжение предыдущего сообщения.

На сегодня с помощью micro-cap12 (итог сорокалетних усилий Калифорнийских студентов) изучено влияние распределенной связи на некоторые радиотехнические задачи.

1. Изучалась периодическая фазовая решетка из сосредоточенных реактивностей как подражание дифракции Брэгга в диэлектрической среде. Цель: «однолучевое преломление» синфазных одинаковых напряжений на входе на то же, но с набегом фазы на периоде решетки в два пи. Подбирались правильные значения емкостей решетки из трехзвенных Т-образных ФНЧ. Все удалось.

2. Согласование решетки источников сигнала решеткой из однозвенных индуктивно связанных ФНЧ («тонкий» согласующий слой). При изменении набега фазы на входе решетки изменял величины нагрузок, подражая сканированию. Рассогласованность убирал варикапами, управляемыми напряжениями на нагрузках. Сильная индуктивная связь улучшала выходную АЧХ.

3. Суммирование мощности в периодической решетке из укороченных гибридных колец ФНЧ на сосредоточенных элементах со связанными индуктивностями. Изучалось влияние изменения напряжения некоторых источников сигнала в решетке (авария) на выходную мощность в нагрузках решетки. При сильной индуктивной связи рассеивание части мощности в балластных сопротивлениях меньше, чем при отсутствии распределенной связи. Причем, чем сильнее «авария», тем пользы больше. И выходная АЧХ лучше. Иначе: распределённая связь в среде, управляющей полем в пространстве, становится устойчивее к поломкам.

4. Синтезировал пассивный полосовой фильтр с помощью micro-cap12.  Устроенная из него периодическая решетка с индуктивными связями уменьшает биения в заданной полосе прозрачности.

5. Частично изучена периодическая решетка из многокаскадных усилителей, когда в них отпаивается радиодеталь. Схема широкополосного ТВ усилителя взята из журнала Радио за 1968 год. https://cxem.net/tv/tv31.php

Рисунок 2: схема и АЧХ из журнала.  АЧХ усилителя, настроенного при помощи micro-cap12, но по старинке «отверткой».

Рисунок 3: схема решетки многокаскадных усилителей с индуктивной связью. Четыре усилителя на периоде решетки.

Рисунок 4: АЧХ основной линии спектра дискретного Фурье-образа напряжений на нагрузках в красных рамках.

— Индуктивные связи между усилителями отсутствуют. один из конденсаторов припаян\отпаян в одном из усилителей (Синие линии).

— То же при сильных индуктивных связях между усилителями. Тот же конденсатор припаян\отпаян.(Красные линии).

Итоги наблюдений: распределенная связь либо полезна, либо безвредна.

О сложности . Изучаемая среда порождает много локальных экстремумов. Алгебраизация уравнений Максвелла ведёт к большим матрицам разной разреженности, их полезно уметь изучать. Знаю слова: декомпозиция, диакоптика, самосогласование больших систем, …, но сам не смогу ими воспользоваться. Нужна помощь. Расчеты на micro-cap12 -  новое дело для меня. Иногда поведение программы было непонятно. Нужны проверки.

Опыты породили вопросы.

1. Полезно ли построение решетки связанных Усилителей с Распределенным Усилением (УРУ)?

2. В какой СВЧ среде построение такой фазовой решетки будет иметь наилучшее отношение полезности к затратам?

3. В Сети пишут: ради правильного электромагнитного излучения заказчик терпит большие тепловые потери. Когда допустима бОльшая сложность\толщина фазовой решетки, приводящая к повышению качества излучения, но с бОльшими тепловыми потерями?

4. Задача самоуправления. Предполагаю: введение в схему, например, варикапов, управляемых напряжениями из определенных точек схемы, улучшит очертания диаграммы направленности при разных положениях луча. Похожий случай: руководитель указывает направление развития, а исполнители, общаясь только между собой, обеспечивают качество развития в заданном направлении. Возможно ли это с участием только уравнений Максвелла и законов физики твердого тела? Без цифровых вычислителей в каждой ячейке решетки.

5. О управляемости поля фазовой решеткой. Фазированная антенная решетка (ФАР) управляет только фазой поля. Возможности акустооптических систем тоже ограничены. Каковы возможности управления поля фазовой решеткой, образом которой может быть двух\трехмерная решетка связанных сосредоточенных реактивностей? Например,

— какова наименьшая толщина такой решетки, обеспечивающая заданные широкополосность, сектор сканирования, очертания диаграммы направленности,

— какова структура фазовой решетки, обеспечивающая любое заданное преобразование пространственного спектра поля?

Кто знает? А в других периодических средах: звуковых, спиновых, фотонных, …? Расчеты не цель, а средство. Цель – руки приложить. Описанная электродинамическая задачка обсуждалась с толковыми провинциальными радиоинженерами, но с некоторых пор отклики прекратились. Поэтому I am looking for a Russian-speaking environment outside of Russia to solve this problem. Мне 70 лет. Я токарь. Об этой задачке задумывался 30 лет назад, но стал буровым мастером. Ныне мешает другая беда. Обидно, если задачку исполнят на китайском и решение украдут шкодливые убийцы. Похожий случай будет опубликован в первом номере журнала http://i-r.ru/ .

Alexander Morozov
#48614 2022-06-15 18:11 GMT

Уточнение названия: <двух\трехмерные> излучающие решетки радиодеталей с беспроводной связью. Предполагаю: на одном краю их многообразия простое

 и дешевое управление, на другом – сложное и необычное среди управляемых антенн.

На картинке простейший пример: влияние распределенной связи на полосовой фильтр. Красота сказочная. В ином месте не найдете.

А можно ли разменять ничтожные биения внутри полосы прозрачности на уменьшение количества звеньев или увеличение крутизны роста\спада АЧХ?

Благодаря калифорнийским студентам, ответ найдет даже старшеклассник, мечтающий стать инженером (слово см. в Википедии).

Для него похожие случаи будут описаны во втором, третьем, … номерах журнала http://i-r.ru/

7504

ilyaS
#48615 2022-06-15 18:19 GMT
#43258 Anderis :
#43257 Alexander Morozov : 
Откуда: Подмосковье
Кто: рабочий

Об утверждении: всегда возможно однолучевое преломление плоской волны периодической решеткой показателя преломления (фазовой решеткой), если волна падает на решетку под углом Брэгга.

Прав был Ленин говоря, что в России кухарка будет управлять государством.

Морозов известный мудило.

ilyaS
#48617 2022-06-15 18:35 GMT

Морозов просто графоман. Везде печатает белиберду. 

Alexander Morozov
#57868 2023-08-24 08:45 GMT

Инженерам (слово см. в Википедии): https://www.edaboard.com/threads/about-photonic-using-compute-engine-with-an-optical-phased-array.407505/

Прошу поучаствовать.

Остальным: https://rusforus.ru/viewtopic.php?t=12782

zam
#57874 2023-08-24 15:46 GMT

Тема перемещена в раздел «Простые разговоры».

Причина: отношения к физике не имеет.


отредактировал(а) zam: 2023-08-25 14:21 GMT