http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122619 Thu, 16 Apr 2026 17:09:16 GMT 2026-04-16T17:09:16Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/bitstream/id/501281/ http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122619 http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122659 Измерение толщин оптически прозрачных слоистых структур методом спектральной интерферометрии Лукин, К.А.; Татьянко, Д.Н.; Пих, А.Б.; Земляный, О.В. В работе представлены результаты применения метода спектральной интерферометрии оптического диапазона для измерения толщин тонких пленок. Аналитически и экспериментально проанализирован спектр суммарного излучения на выходе волоконно-оптического интерферометра Фабри–Перо, который формируется за счет отражений широкополосного излучения от многослойных структур, в том числе и для частного случая двух отражений, когда объектом исследования являются тонкие пленки. Выделены информативные компоненты спектра, соответствующие расстояниям до отражающих поверхностей. Результаты экспериментов, которые проводились с использованием широкополосных светодиодных источников оптического излучения, находятся в полном соответствии с теоретическими выводами. Разработан программный инструментарий с графическим интерфейсом пользователя, предназначенный для обработки и визуализации данных, полученных экспериментально. Полученные в работе результаты позволят улучшить характеристики измерительного оборудования в медицине, профилометрии, а также создавать эталонные средства измерений в метрологии.; У роботі представлені результати застосування методу спектральної інтерферометрії оптичного діапазону для вимірювання товщини тонких плівок. Аналітично та експериментально проаналізовано спектр сумарного випромінювання на виході волоконно-оптичного інтерферометра Фабрі–Перо, який формується за рахунок відбиттів широкосмугового випромінювання від багатошарових структур, в тому числі і для окремого випадку двох відбиттів, коли об’єктом дослідження є тонкі плівки. Виділено інформативні компоненти спектра, відповідні відстаням до поверхонь, що відбивають. Результати експериментів, які проводилися з використанням широкосмугових світлодіодних джерел оптичного випромінювання, перебувають у повній відповідності з результатами, отриманими теоретично. Розроблено програмний інструментарій з графічним інтерфейсом користувача, призначений для обробки і візуалізації отриманих експериментальних результатів. Результати, що були отримані в роботі, дозволять поліпшити характеристики вимірювального обладнання в медицині, профілометрії, а також створювати еталонні засоби вимірювальної техніки в метрології.; The results of applying the method of spectral interferometry in optical band for measuring the thicknesses of thin films are presented in this paper. We have analyzed analytically and experimentally the spectrum of the total radiation at the output of the fiber optic Fabry-Perot interferometer which is formed by broadband light reflections from the multilayer structures, including the special case of two reflections when the object of study are the thin films. The spectrum informative components corresponding to the distances to the reflective surfaces have been obtained. The results of experiments conducted using broadband LED light sources of optical radiation are in full agreement with the results which were obtained theoretically. A software tool with a graphical user interface for processing and visualization of the experimental results has been developed. The obtained results will help improve the performance of the measuring equipment in medicine, profilometry, and create standards for metrology. Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122659 2017-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122658 Высокочастотные омические потери в клинотронах непрерывного действия терагерцевого диапазона частот Ковшов, Ю.С.; Пономаренко, С.С.; Кишко, С.А.; Лихачев, А.А.; Власенко, С.А.; Завертанный, В.В.; Хуторян, Э.М.; Кулешов, А.Н. При создании электронно-вакуумных приборов актуальной задачей является проведение достоверных расчетов их рабочих характеристик. Определение величин высокочастотных потерь и их учет в моделировании приборов является одной из важных проблем. В данной работе предлагается провести исследование шероховатости поверхности замедляющих систем клинотронов, изготавливаемых электроэрозионным способом, методами оптической микроскопии, а также выполнить моделирование температурной нагрузки на элементы таких замедляющих систем для 2-мм, 0,75-мм и 0,33-мм диапазонов волн. В результате проведенных исследований оценена величина высокочастотных омических потерь замедленной волны с учетом шероховатости поверхности реальных замедляющих систем. Получен градиент температуры, как по высоте ламели, так и по основанию гребенки. Определена степень воздействия электронного потока, осаждаемого на замедляющей системе, на величину электропроводности ее поверхностного слоя. С учетом определенных значений высокочастотных омических потерь проведено моделирование выходной мощности клинотронов в зависимости от величины рабочего тока электронного пучка при фиксированной рабочей частоте. В процессе сравнения экспериментальных рабочих характеристик клинотронов, работающих на частотах 136 и 301 ГГц, с результатами моделирования показано качественное и количественное соответствие между ними; Під час створення електронно-вакуумних приладів актуальною задачею є проведення достовірних розрахунків їх робочих характеристик. Визначення величин високочастотних омічних втрат та їх врахування у моделюванні приладів є однією із важливих проблем. У цій роботі пропонується провести дослідження шорсткості поверхні уповільнюючих систем, що виготовляються електроерозійним способом, методами оптичної мікроскопії, а також провести моделювання температурного навантаження на елементи таких систем для 2-мм, 0,75-мм и 0,33-мм діапазонів хвиль. За результатами проведених досліджень оцінено величину високочастотних омічних втрат хвилі із врахуванням шорсткості поверхні реальних систем. Отримано градієнт температури, як за висотою ламелі, так і за основою гребінки. Визначено міру впливу електронного потоку, що осаджується на систему, на величину електропровідності її поверхневого шару. З урахуванням визначених високочастотних омічних втрат проведено моделювання вихідної потужності клінотронів у залежності від величини робочого току електронного пучка при фіксованій робочій частоті. У процесі порівняння експериментальних робочих характеристик клінотронів, що працюють на частотах 136 и 301 ГГц, із результатами моделювання показано якісну та кількісну відповідність між ними.; Reliable simulations of electron-vacuum devices’ opera-tion parameters are an actual challenge during the R&D process. One of the most important problems is determining high frequency ohmic losses and taking them into account in the simulation. The surface roughness investigation of the clinotrons’ slow-wave structures, manufactured by electro discharge machining, with the methods of optical microscopy is proposed in this paper. As a result the real values of the surface roughness were considered for the high frequency ohmic losses estimation of the real slow-wave structures. Taking into account the electron beam interception with the slow-wave structure surface, the temperature load simulations have been carried out and the temperature gradient of the clinotrons’ slow-wave structures of 2-mm, 0.75-mm and 0.33-mm wavelength ranges was found. The electric conductivity decrease caused by surface roughness and increase of temperature of a slow-wave structure with beam current has been taken into account at the simulation of the clinotron output power. The qualitative and quantitative agreement between experimental data and simulation results was achieved for the 136 GHz and 301 GHz clinotrons. Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122658 2017-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122657 Электрически малые вибраторные, спиральные и петлевые антенны Овсяников, В.В. Приведены результаты исследований в диапазоне СВЧ основных радиотехнических характеристик линейных проволочных электрически малых антенн, важными свойствами которых являются малые размеры и масса. При исследованиях применяются как теоретические приближенные и строгие, так и экспериментальные методы. Расчеты выполнены приближенными и строгим методом интегрального уравнения с использованием современных компьютерных программных сред super NEC, FEKO и других. Впервые предложен метод структурно-параметрической оптимизации и приближенного анализа таких антенн с включенными в излучающие ветви сосредоточенными индуктивными и емкостными нагрузками. Предложены приближенные формулы для определения значений включаемых в штыревые и петлевые изогнутые антенны реактивных нагрузок и формулы для определения их входных сопротивлений. По этим формулам выполнены расчеты значений индуктивных и емкостных нагрузок, которые подтверждены экспериментально. Впервые приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований добротности и КПД штыревых, спиральных и петлевых электрически малых антенн с включенными в их ветви реактивными нагрузками. Из полученных результатов следует, что при уменьшении электрического размера плеча штыревых изогнутых антенн до значений 0,01…0,03 длины рабочей волны относительно размера плеча обычных неукороченных антенн значения КПД антенн снижаются до 20 % и менее при значениях добротности потерь в пределах от 130 до 1 000. Из результатов измерений КПД также следует, что укорочение электрической длины исследуемых антенн вдвое относительно обычного размера, как с включенными индуктивными нагрузками, так и выполненных в виде цилиндрической спирали, приводит к снижению КПД этих антенн от 100 % до 75…85 % по сравнению с обычными штыревыми антеннами. Укорочение электрической длины втрое снижает КПД антенн до 40…50 %. Дальнейшее укорочение подобных антенн приводит к дальнейшему снижению их КПД. Приведенный в статье материал может быть полезен при разработке электрически малых и миниатюрных антенн и антенных решеток в микрополосковом и другом исполнении.; Наведено результати досліджень у діапазоні НВЧ основних радіотехнічних характеристик лінійних дротових електрично малих антен, важливими властивостями яких є малі розміри і маса. При дослідженнях застосовуються як теоретичні наближені і строгі, так і експериментальні методи. Розрахунки виконані наближеними і строгим методом інтегрального рівняння з використанням сучасних комп’ютерних програмних середовищ super NEC, FEKO та інших. Вперше запропоновано метод структурно-параметричної оптимізації і наближеного аналізу таких антен з включеними у випромінюючі гілки зосередженими індуктивними і ємнісними навантаженнями. Запропоновано наближені формули для визначення значень включених у штирові і петльові вигнуті антени реактивних навантажень і формули для визначення їх вхідних опорів. За цими формулами виконані розрахунки значень індуктивних і ємнісних навантажень, які підтверджені експериментально. Вперше наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень добротності і ККД штирових, спіральних і петльових електрично малих антен з включеними в їх гілки реактивними навантаженнями. З отриманих результатів випливає, що при зменшенні електричного розміру плеча штирьових вигнутих антен до значень 0,01…0,03 довжини робочої хвилі щодо розміру плеча звичайних антен значення ККД антен знижуються до 20 % і менше при значеннях добротності втрат в межах від 130 до 1 000. З результатів вимірювань ККД також випливає, що зменшення електричної довжини досліджуваних антен вдвічі щодо звичайного розміру, як з включеними індуктивними навантаженнями, так і виконаних у вигляді циліндричної спіралі, знижує ККД цих антен від 100 % до 75…85 % в порівнянні зі звичайними штировими антенами. Зменшення їх електричної довжини втричі знижує ККД антен до 40…50 %. Подальше вкорочення подібних антен призводить до подальшого зниження їх ККД. Наведений у статті матеріал може бути корисний при дослідженні і розробці електрично малих і мініатюрних антен в мікросмужковому та іншому виконанні.; The results of studies in the range of microwave radio characteristics of linear wire electrically small antennas, which important properties are small size and weight, are presented. In the studies theoretical approximate, rigorous, and experimental methods are applied. The calculations are performed by approximate and rigorous integral equation using modern computer software environments super NEC, FEKO and others. For the first time we propose the method of structural-parametric optimization and approximate analysis of antennas with included lumped inductive and capacitive loads in the emitting branches. Approximate formulas for determining the value include curved pin and loop antenna reactive loads and formulas to determine their input impedances. According to these formulas, we perform the calculations of the values of inductive and capacitive loads, which are confirmed experimentally. The results of theoretical and experimental studies of Q-factor and efficiency of pin, spiral and loop electrically small antennas with reactive loads included in their branches are presented for the first time. The results show that when reducing the electric size of arm of pin bent antennas to values of 0.01 to 0.03 with respect to the operating wavelength of conventional antennas arm size, the efficiencies of antennas are reduced to 20 % or less for values of Q-factor losses in the range of 130 to 1 000. From the efficiency measuring results it follows that shortening the electrical length of investigated antennas by half, relative to the usual size, both with included inductive load, and as a cylindrical helix, reduces the efficiency of these antennas from 100 % to 75…85 % as compared with conventional pin antennas. Shortening the electrical length reduces the efficiency of the antenna three times up to 40…50 %. Obviously further shortening leads to further reduction of antennas efficiency. The material contained in the article may be useful for research and development of electrically small and miniature antennas in microstrip and other performance. Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122657 2017-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122656 Метод FDTD для моделирования нелинейных насыщенных ферритов: применение к анализу процесса формирования колебаний в коаксиальной линии c ферритом Карелин, С.Ю. В последнее время выросло внимание к высоковольтным импульсным устройствам, использующим нелинейные свойства феррита. Для анализа подобного рода объектов разработана методика двумерного численного моделирования методом FDTD насыщенного феррита для нелинейного случая. Уравнение Ландау–Лифшица, описывающее динамику феррита, решалось методом Рунге–Кутты, а неизвестные компоненты электромагнитных полей вычислялись с использованием линейной интерполяции. Данная методика применена для моделирования процесса формирования колебаний в коаксиальной линии, частично заполненной ферритом, который намагничен продольным магнитным полем. Результаты расчета согласуются с данными эксперимента.; Останнім часом зросла увага до високовольтних імпульсних пристроїв, які використовують нелінійні властивості фериту. Для аналізу подібного роду об’єктів розроблено методику двовимірного числового моделювання методом FDTD насиченого фериту для нелінійного випадку. Рівняння Ландау–Ліфшица, що описує динаміку фериту, розв’язувалось методом Рунге–Кутти, а невідомі компоненти електромагнітних полів обчислювались із застосуванням лінійної інтерполяції. Ця методика використана для моделювання процесу формування коливань у коаксіальній лінії, частково заповненій феритом, котрий намагнічений повздовжнім магнітним полем. Результати розрахунку узгоджуються з даними експерименту.; In recent years, the high-voltage pulse devices using nonlinear properties of ferrite have received more attention. For the analysis of this kind of objects, the 2D numerical modeling technology of nonlinear saturated ferrites by FDTD method has been developed. Landau–Lifshitz equation, which describes ferrite dynamics, is solved by Runge–Kutte method and unknown components of electromagnetic fields are calculated by using linear interpolation. This method has been used to analyze oscillation forming in coaxial line partially filled with ferrite magnetized by external magnetic field. The numerical results are in agreement with the experimental data Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/122656 2017-01-01T00:00:00Z