Волны в многослойной невзаимной ферритодиэлектрической структуре

• Автор: Гузенко, Константин Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 89 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

В.1. Интегральная фазированная антенная решётка:

устройство, свойства, достоинства

В.2. Общая теоретическая модель ИФАР

В.З. Свойства ферритов, используемых в ИФАР

В.4. Цели и содержание работы

Глава 1. Простейшие модели ФДС

1.1. Планарная бесконечная многослойная структура

1.2. ФДС конечной ширины

Глава 2. Моделирование ФДС методом Галёркина
2.1. Постановка задачи
2.2. Применение метода Галёркина к исследуемой структуре
2.3. Описание программы расчёта
2.4. Пути дальнейшего усовершенствования расчётов
Глава 3. Экспериментальное исследование ФДС. Проверка моделей
3.1. Описание экспериментальной установки
3.2. Методика обработки результатов измерений
3.3. Результаты расчётов и экспериментов
3.3.1. Основные результаты теоретического анализа
3.3.2. Сравнение с данными экспериментов
Глава 4. Моделирование входного трансформатора ИФАР
4.1. Структура волноводного трансформатора
4.2. Общее описание метода решения
4.3. Решение задачи о трансформаторе

4.4. Описание расчётной программы
♦ Заключение
Литература

Введение.
Диапазон миллиметровых волн (ММВ), или крайневысоких частот (КВЧ), вызывает сейчас повышенный интерес. Он имеет преимущества и диапазона сверхвысоких частот (СВЧ) и светового диапазона, между которыми находится. ММВ имеют окна прозрачности в атмосфере, почти не рассеиваются в тумане и пыльном воздухе (как и СВЧ), имеют большую информационную ёмкость и характеризуюзся малыми размерами излучающих структур (как и свет). Антенны ММВ являются достаточно компактными и при малых геометрических размерах имеют высокий коэффициент усиления и узкий луч.
Многие радиотехнические системы используют в своей работе направленные антенны с электрическим управлением положением луча. При мером таких антенн являются фазированные антенные решетки (ФАР) [1-5). Они уже давно хорошо разработаны и широко используются, например, в радиолокационных системах, системах связи. Классические ФАР выполняются на основе дискретных элементов (излучателей, фазовращателей и т. д.). Такое их построение придаёт им ряд существенных недостатков. Во-первых, достаточно высокая стоимость (так, стоимость ФАР [3,4] в мире составляет порядка 100-200 долларов на элемент при наличии сотен и тысяч элементов в решетке), что ограничивает применение ФАР в основном военными целями; во-вторых, для управления тысячами элементов современных ФАР необходима мощная ЭВМ; в-третьих, размеры дискретных элементов ФАР должны быть достаточно малы по сравнению с длиной волны, что допускает использование обычных ФАР лишь до сантиметрового диапазона ввиду миниатюризации элементов и невозможности их изготовления. ФАР в диапазоне ММВ делают в основном в виде разреженных решеток со сложной схемой управления фазовращателями.

возбуждения основной модой стандартного прямоугольного волновода, нас интересуют только «чётные» типы волн, которые могут возбуждаться на входе и взаимодействуют с диполями, расположенными на оси волновода (см. также замечание в разделе 1.2, с. 27). Поэтому «нечётные» типы волн в данной работе рассматриваться не будут. В соответствии со всем вышесказанным, предлагается следующее представление компонент полей искомого решения:
1. для случая электрических боковых стенок
_ Д Д пкх . 2 тку
= OS Sin (2.11)
„=0^1 a b
Д, Д , . пкх 2тку
Ev=LiLbnm sm COS (2.12)
и=1 т=0 а Ь
r, v— х—' . пкх . 2тку
£z=Z.Z,c»^sin sm (2.13)
п= т=1 а Ь

, ■ гтх 2тку
Нх=ЪЪатпЫn cos , (2.14)
п=т=0 * h

rr х - v И7и: . 2ттсу
Hy = LLemn cos sin , (2.15)
л=0т=1 Q Ь
r г пкх 2 тку
НZ = л Z^»<« cos cos . (2.16)
п=0т=0 а Ь
2. для случая магнитных боковых стенок
Д Д ллх . (2ш + 1)лу
sin , (2.17)
п=0т=0 а Ь
Д . итис (2/и + 1)яу
£v=Z.Z>^sm cos (2.18)
■ a b