Квазиоптические устройства на основе гофрированных зеркал для управления мощными микроволновыми потоками

• Автор: Щегольков, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Глава I. Обзор теоретических и экспериментальных исследований дифракционных гребенок
1.1. Дифракция электромагнитной волны на гофрированной металлической поверхности
1.2. Примеры использования дифракционных гребенок
Глава II. Фазоуправляемый сумматор-коммутатор волновых потоков
П.1. Теория
П.2. Эксперимент на 34 ГГц
Глава III. Общая теория кольцевых многозеркальных резонаторов, связанных с квазиоптическим волноводом посредством гофрированных зеркал
Ш.1. Поляризационные особенности многозеркальных резонаторов
Ш.2. Метод расчета поперечной структуры поля и зеркал резонатора
Ш.З. Метод расчета временной динамики полей внутри и на выходе резонатора
Глава IV. Многозеркальные компрессоры микроволновых импульсов
IV. 1. Теория, метод расчета

IV.2. Эксперименты на 34 ГГц
Глава V. Резонансные диплексеры
V. 1. Теория, метод расчета
V.2. Эксперимент на 34 ГГц
V.3. Эксперимент на 140 ГГц
ПРИЛОЖЕНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Список цитируемой литературы
Список публикаций автора по теме диссертации

При разработке новых мощных высокочастотных (миллиметровых и субмиллиметровых) микроволновых приборов и комплексов возникает проблема управления излучением в них. Для управления мощными потоками излучения в указанном диапазоне стандартные волноводные устройства непригодны. Нужны их сверхразмерные и, в конечном счете, открытые квазиоптические аналоги [1]. К числу наукоемких областей, испытывающих потребность в новых методах управления микроволновым излучением, относятся:
- линейные элекгрон-позитронные ускорители следующего поколения (суперколлайдеры), ориентированные на частоту излучения 34 ГТц и выше [2];
- мощные радары с высокой разрешающей способностью;
- системы многоканальной космической связи;
- системы адаптивного подавления плазменных неустойчивостей в магнитных ловушках, использующие для этих целей излучение от гиротронов с частотами 140 - 170 ГТц;
- системы для микроволновой обработки материалов и исследования воздействия сильных СВЧ полей на электронные устройства и вещества.
Устройства с поперечным сечением порядка длины волны, широко используемые в более низком частотном диапазоне, в этих приложениях, очевидно, использоваться не могут из-за неспособности выдерживать достаточные мощности в связи с возникновением высокочастотного пробоя и термической усталостью металла [3, 4]. Более того, в коротковолновой части микроволнового диапазона даже на малой мощности такие компоненты неприемлемы для высокопрецизионной спектроскопии и измерения потерь в металлах и высококачественных диэлектриках (алмазах) [5].
Большинство функций по управлению излучением, близких к тем, которыми обладают стандартные волноводные устройства управления, используемые на относительно низких частотах, могут выполнять дифракционные решетки [1]. На миллиметровых и субмиллиметровых волнах решетки обладают преимуществом вследствие более низких омических потерь и способности выдерживать большие мощности. Хотя решетки используются в оптике уже длительное время, выполняя функции управления оптическими потоками в устройствах, предназначенных для разделения-объединения пучков, спектрального анализа излучения, преобразования поляризации волн, компрессии импульсов, они еще только начинают использоваться в существенно более длинноволновом микроволновом диапазоне.

Рис. Ш.3.1. Дифракция плоской волны на решетке: слева - прямые потоки, справа -обращенные потоки.