Оптимизация соединений диэлектрических и полых металлических волноводов в устройствах миллиметрового диапазона волн

• Автор: Дудоров, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Диэлектрические волноводы и методы их расчета
(Обзор литературы)
1.1. Диэлектрические волноводы в устройствах миллиметрового диапазона волн
1.1.1. Типы диэлектрических волноводов
1.1.2 Переходы со стандартного металлического волновода на диэлектрический
стержень
1.1.3. Диэлектрические материалы с малыми потерями для ДВ
1.2. Математические методы расчета прямоугольных диэлектрических структур
1.2.1. Метод конечных разностей
1.2.2. Метод конечных элементов
1.2.3. Вариационные методы
1.2.4. Метод интегрального уравнения
1.2.5. Согласование мод
1.2.6. Метод линий
1.2.7. Метод последовательного разложения по собственным функциям
1.2.8. Разложение по Фурье
1.2.9. Метод круговых гармоник (согласование в точках, метод Гоэлла)
1.2.10. Приближенные методы
1.3. Практическое применение диэлектрических волноводов и резонаторов
1.3.1. Резонатор типа «шепчущей галереи»
1.3.2. Направленные ответвители
1.3.3. Вентили и циркуляторы
1.3.4. Диэлектрические антенны
Выводы
Глава 2. Разработка методов расчета анизотропных диэлектрических волноводов
2.1. Расширение метода Маркатили
3.3. Модификация метода Гоэлла

2.3. Возможен ли отрицательный наклон характеристики ~?

2.4. Выражения для критических частот для высших мод
2.5. Сравнение метода Маркатили и метода Гоэлла для анизотропных волноводов
2.6. Расчет погонных потерь
Глава 3. моделирование различных способов возбуждения ДВ
3.1. Выбор геометрии ДВ
3.2. Расчет различных скосов и сечений ДВ
3.2.1 Расчет сужения в плоскости Н и Е
3.2.2 Расчет сечений ДВ
3.2.3. Пирамидальные скосы ДВ
3.2.4. Различные длины скосов
3.2.5 Несимметричные скосы
3.3. Влияние различных смещений ДВ по отношению к металлическому волноводу
3.4. Влияние анизотропии на результаты моделирования
Влияние острия скоса
Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1. Методика эксперимента
4.2 Исследование переходных характристик сапфировых волноводов

4.3 Исследование переходных характристик ДВ из GaAs
4.4 Роль смещения по оси X сапфирового волновода
4.5 Исследование антенны на ДВ
Заключение
Основные результаты работы
Приложения. Программы на языке MatLab
1. Метод разложения по Фурье с преобразованием бесконечной области в «ящик»
2. Метод Маркатили (в чистом виде)
файл marcatili.m
файл Fx.m
файл Fy.m
3. Метод Маркатили модифицированный
Основной файл
файл Fx.m
файл equation,
4. Метод Гоэлла модифицированный
файл Goeltt.m
файл detQ2.m
Литература

Следующий подход в создании напрвленного ответвителя квазиопрический. [80-81]. Принципиальная структура такого ответвителя показана на Рис. 1.14.
Рисунок 1.14. Квазиоптический направленный ответвитель.
Он состоит из четырех волноводов и отражающей диэлектрической пластинки, диэлектрическая проницаемость и толщина которой определяет коэффициент связи и рабочую полосу частот прибора. Эти параметры следует выбирать с точки зрения минимальных изменений коэффициента связи в полосе частот. Эксперименты показали малую зависимость коэффициента связи от частоты и изоляцию, меняющуюся от 20 дБ при 26 ГГц до более 30 дБ при 40 ГГц. На основании этого можно заключить, что чем сильнее конценрация поля в волноводе (выше частота), тем больше изоляция. Особенно это хорошо видно, когда авторы этой статьи увеличили размеры волноводов. Подобный направленный ответвитель использован в так назывыемом «многопозиционном рефлектометре» на диэлектрических волноводах [82].