Спектральный метод анализа пространственной структуры электромагнитных полей в квазиоптических пучках

• Автор: Деркач, Вадим Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 216 c. : ил

Глава I. Спектральный метод изучения пространственной
структуры электромагнитных полей в квазиоптике
§ І.І. Представление волновых полей в виде дискретного
набора ортогональных функций
§ 1.2. Открытый резонатор - дисперсионный элемент
анализатора спектра
Вы в о д ы
Глава 2. Исследование свойств открытых резонаторов миллиметрового диапазона волн с невырожденным спектром собственных колебаний
§ 2.1. Многомодовый квазиоптический ОР с прямоугольными зеркалами "большой апертуры"
§ 2.2. Спектральные свойства резонатора со сложным фазовым фильтром
§ 2.3. Изучение характеристик слабоастигматических ОР
Вы в о ды
Глава 3. Изучение характеристик и оптимизация параметров
основных элементов анализатора спектра пространственной структуры полей ММВ
§ 3.1. Резонатор-анализатор с частично-прозрачным входным отражателем
§ 3.2. Влияние внешних металлических экранов на основные свойства резонатора-анализатора
§ 3.3. Спектральные характеристики ОР при наклонном
возбуждении
Выводы

Глава ІУ. Спектральный метод анализа электромагнитных
полей в научных и прикладных исследованиях ....142 § 4.1. Исследование квазиоптических резонаторов с
вырожденным спектром
§ 4.2. Ортогональный фазовый фильтр - проточная кювета для измерения диэлектрической проницаемости жидкостей
§ 4.3. Перспективы использования спектрального метода анализа полей ММВ в дефектоскопии и ближней локации
Выводы
Заключение
Литература

Научно-технический прогресс, характерный для современной эпохи в последнее десятилетие, неразрывно связан с широким интересом в радиофизике к диапазону миллиметровых волн (ММВ). Бурный рост научных исследований и технических разработок в этом диапазоне обусловлен несколькими факторами: появлением новой технологии, изменением требований и взглядов на задачи, решаемые в этом диапазоне, созданием принципиально новых источников электромагнитной энергии - генераторов дифракционного излучения (ГДИ) /I/, лавинно-пролетных структур и диодов Ганна, - построением новых принципов исследования пространственной структуры полей, созданием новой элементной базы /2-4/.
Примечательным для настоящего этапа развития радиофизики ММВ является то, что основной акцент ставится на использовании свойств, присущих именно миллиметровому диапазону волн, и в меньшей степени проявляется перенос методов и средств (путем использования масштабного моделирования) из соседних диапазонов - СВЧ и оптического. Так, в радиолокации и технике связи /5/ наблюдается общее преимущество систем ММВ диапазона перед оптическими, ИК и СВЧ системами, которое проявляется:
- в лучшем прохождении зондирующего сигнала через туман, пыль и другие неблагоприятные условия окружающей среды по сравнению с оптическим и ИК;
- меньшим затуханием в ионизированных средах, чем волны ДМ и СМ диапазонов;
- в наличии резонансных окон прозрачности атмосферы и, как следствие, - сильном изменении поглощения в атмосфере при сравнительно малом изменении частоты.
Кроме того, в технике связи привлекает большая информационная

зондирования /91/. Его сущность состоит в том, что в объем резонатора вводится пробный зонд (малого, по сравнению с Л , поперечного сечения) из материала, поглощающего или рассеивающего СВЧ энергию, и регистрируется изменение коэффициента передачи 0Р при перемещении зонда. В нашем случае использовалась графитовая сфера Механическое устройство сканирования зонда позволяло регистрировать РКП ОР, определяющий величину интенсивности поля в точке положения зонда, в виде кривых на ленте двухкоординатного самописца, а также визуально наблюдать на экране осциллографа яркостные картины полей при быстром построчном сканировании.
Распределение фазы резонансного колебания в поперечном сечении ОР измерялось с помощью метода, развитого в работах /68-72, 106/. В его основу положено введение в объем анализируемого резонансного поля фазомодулированной опорной квазиплоской волны. Интерференция этой волны с внутренним полем ОР приводит к появлению на выходе резонансной системы амплитудно-модулированного коэффициента передачи ОР (на частоте фазовой модуляции). Фаза низкочастотной огибающей является функцией координаты положения зонда в ОР. Использование селективных усилителей, выделяющих полезные сигналы на частотах амплитудной модуляции ( ^ I кГц) и фазовой модуляции ( «г 130 Гц) позволило одновременно регистрировать амплитудно-фазовую структуру электромагнитного поля резонансного колебания в произвольном сечении резонатора.
3. Нагруженная добротность резонатора определялась по измерению резонансной кривой. При этом регистрировалась зависимость коэффициента передачи по мощности при перестройке резонатора по расстоянию и неизменной частоте. Значение добротности йн определялось согласно соотношению