Исследование структурно-дисперсионных свойств волн цилиндрических направляющих СВЧ - структур

• Автор: Тюрин, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 169 с.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ ВОЛН НЕОДНОРОДНО ЗАПОЛНЕННЫХ ЭКРАНИРОВАННЫХ ВОЛНОВОДОВ
1.1. Введение
1.2. О специфике краевых задач для неоднородно заполненных экранированных волноводов
1.3. Круглый двухслойный экранированный волновод
1.4. О соотношениях ортогональности собственных волн слоистых волноводов с изотропными параметрами
1.5. Комплексные волны неоднородных экранированных направляющих структур
1.6. Возбуждение комплексных волн
1.7. Особенности распространения электромагнитных волн в волноводах с тонкими резистивными пленками
1.8. Расчет структур полей волн круглого двухслойного экранированного волновода
1.9. Выводы
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ДИСПЕРСИОННЫХ СВОЙСТВ ВОЛН КРУГЛОГО ДВУХСЛОЙНОГО ЭКРАНИРОВАННОГО ВОЛНОВОДА
2.1. Введение
2.2. Расчет структур полей собственных волн круглого двухслойного экранированного волновода
2.3. Классификация волн в двухслойном круглом экранированном волноводе
2.4. Особенности комплексных волн
2.5. Расчет распределения плотности потока мощности по поперечному сечению круглого двухслойного экранированного волновода
2.6. Особенности структуры электромагнитного поля в круглом экранированного двухслойном волноводе с резистивной пленкой между слоями
2.7. Выводы.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕРСИОННО - СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ВОЛН КРУГЛОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВОЛНОВОДА
3.1. Введение
3.2. Дисперсионные характеристики КДВ
3.3. Классификация типов волн КДВ
3.4. Результаты расчета дисперсионных характеристик волн крутого диэлектрического волновода
3.5. Расчет структур электромагнитных полей и распределения плотностей потоков мощности волн в круглом диэлектрическом волноводе
3.6. Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ВОЛН В КРУГЛОМ ЭКРАНИРОВАННОМ И ОТКРЫТОМ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ
4.1. Введение
4.2. Исследование комплексных волн в круглом экранированном диэлектрическом волноводе
4.3. Экспериментальное исследование вытекающих волн круглого диэлектрического волновода
4.4. Моделирование полей в полом круглом волноводе
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ II

- 4 -Введение
Основной тенденцией развития современных систем связи, информационных систем, измерительной техники является увеличение быстродействия, точности и разрешающей способности измерений, что неизбежно связано с продвижением в область более высоких частот, с повышением требований к надежности радиоэлектронной аппаратуры, с ужесточением требований к техническим и эксплуатационным характеристикам функциональных узлов. Одним из путей, позволяющих успешно решить задачу повышения качества и расширения функциональных возможностей устройств СВЧ и КВЧ диапазонов, является активное использование сложных электродинамических направляющих структур, к которым, в частности, относятся волноводы с неоднородным металлодиэлектрическим заполнением, а также продольно нерегулярные волноводы.
Использование таких электродинамических структур требует, прежде всего, решения принципиальных вопросов, связанных с созданием корректного математического аппарата, дающего адекватное представление о физических процессах в них, позволяющего производить расчет характеристик базовых структур и осуществлять моделирование функциональных узлов СВЧ и КВЧ на их основе. Поскольку количество разновидностей используемых в настоящее время направляющих структур весьма велико и продолжает расширяться (особенно в микросхемотехнике СВЧ и КВЧ диапазонов, а также в технике объемных интегральных схем), задача построения их адекватных математических моделей на электродинамическом уровне строгости (именно на таком уровне построенная модель позволяет надежно обнаруживать, объяснять новые физические явления и находить на их основе новые конструктивные решения) является исключительно многообразной и актуальной.
Применение новых материалов и высоких технологий также требуют разработки корректных высокоточных методов расчета устройств СВЧ и КВЧ диапазонов. Создание узлов СВЧ и КВЧ включает , как правило, три этапа. На первом этапе производится расчет конструкции и разработка технической документации на макет изделия. Второй этап - экспериментальная доводка макета до требуемых характеристик и создание технической документации для

Для примера на рис.1.7 показана область параметров волновода (заштрихованная область), в которой волна НЕп(ЕНц) имеет, несмотря на отсутствие диссипации энергии, комплексные волновые числа. Вне этой области волновые числа либо действительные, либо чисто мнимые.
В дальнейшем будет произведено сравнение структур полей волн в заштрихованной области и вне ее.
Дисперсионные характеристики волн низших типов.
На рис.1.8 - 1.11 приведены дисперсионные характеристики волн НЕц и ЕНп круглого волновода с аксиальным диэлектрическим стержнем. Сплошными линиями изображены частотные зависимости фазовой постоянной р'(к), штриховыми - коэффициента затухания р"(к).
Как видно из рисунков, при малых значениях коэффициента заполнения Уь Ц =а ;г2 = ь), рис. 1.8, продольное волновое число р может быть либо чисто
действительным, либо чисто мнимым. При этом на дисперсионных характеристиках отсутствуют точки, соответствующие НЕ - критическим условиям. Следовательно, волны являются нормальными во всем частотном диапазоне. При уменьшении частоты распространяющиеся волны переходят в реактивно затухающие.