Электродинамическое моделирование неоднородностей в коаксиальных лининях передачи в сверхширокой полосе частот и синтез радиофизических устройств СВЧ на этой основе

• Автор: Хвалин, Александр Львович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 107 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ АНАЛИЗА АКСИАЛЬНО- СИММЕТРИЧНЫХ СТУПЕНЧАТЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В КРУГЛЫХ КОАКСИАЛЬНЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ
1.1 Одна или две ступеньки в проводниках круглой коаксиальной линии передачи, расположенные в одной плоскости
1.2 Ступеньки, расположенные в двух плоскостях
1.3 Ступеньки, расположенные в трех и более плоскостях. Плавные неоднородности
1.4 Неоднородности, содержащие аксиально- симметричные опорные изоляторы
ГЛАВА 2. МЕТОД АНАЛИЗА ОДИНОЧНЫХ АКСИАЛЬНО- СИММЕТРИЧНЫХ СТУПЕНЧАТЫХ ПЛОСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
2.1 Сущность и численная реализация метода
2.2 Расчет параметров одиночных неоднородностей
ГЛАВА 3. МЕТОД АНАЛИЗА СИСТЕМЫ ДВУХ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ АКСИАЛЬНО- СИММЕТРИЧНЫХ СТУПЕНЧАТЫХ ПЛОСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
3.1 Сущность и численная реализация метода
3.2 Расчет параметров взаимодействующих неоднородностей..
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ПЕРЕХОДОВ
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРч/10Ж£Ни£ 1, Лкт еиЕАРения полученных результатов
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Рабочая программа анализа системы двух'взаимодействующих ступенчатых неоднородностей. Тестовые
примеры
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Рабочая программа оптимизации системы двух взаимодействующих ступенчатых неоднородностей зу

Актуальность исследования.
Изучение и практическое использование коаксиальных линий передачи началось более 100 лет тому назад. Вце Генрих Герц исследовал их в своих экспериментах наряду с одно- и двухпроводными линиями. В настоящее время теоретические и экспериментальные исследования коаксиальных линий передачи, а также их внедрение в различных областях науки и техники получили значительное развитие. И это не случайно. К их несомненным достоинствам относятся: высокая граничная частота одномодового режима распространения мощности, невосприимчивость к внешним электромагнитным воздействиям, высокая технологичность, азимутальная симметрия и др. Коаксиальные линии передачи с Т- волнами широко используются, например, при построении функциональных уст ройств СВЧ и КВЧ диапазонов. Комбинируя отрезки таких линий, можно получить устройства самого разнообразного целевого назначения: согласующие переходы, трансформаторы сопротивлений, фильтры, резонаторы, направленные ответвители, аттенюаторы, смесители, стандарты коэффициентов отражения, нагрузочные устройства, зонды, вращающиеся сочленения и т.д. При этом на стыках соответствующих базовых элементов (отрезков коаксиальных линий передачи) неизбежно возникают неоднородности, число типоразмеров которых теоретически не ограничено.
менном этапе развития техники СВЧ практическое применение полученных во многих отечественных и зарубежных работах результатов (см.Гл.1) затруднено, вследствие различных ограничении. Использование точных алгоритмов, основанных на прямом численном решении электродинамической задачи, также ограничено вследствие их высокой трудоемкости.Это сужает возможность практического использования полученных результатов и фактически исключает их применение для прямого решения задач синтеза устройств на основе соединений ЮТ. В связи с изложенным представляется актуальной задача создания эффективного алгоритма решения задач АСПН, основанная на электродинамическом, аналитико- численном подходе.
2.1 Сущность и численная реализация метода.
Будем полагать,что Т- волна распространяется в коаксиальной линии со скачкообразным изменением диаметров внутреннего и внешнего проводников в точке 2 =0 ( рис. 4 а) Математическая
модель неоднородности реализована на основе метода интегральных уравнений. Полагаем, что в подводящих линиях передачи- одномодовый режим распространения мощности. Поля в областях 1,11 (рис. представляем в виде падающих и отраженных собственных волн коаксиальных ЛП [4, 17, 361. При этом учитываем, что в связи с азимутальной симметрией в зоне неоднородности возбуждаются волны только типа Е оп. Таким образом, имеем в области I: