Синтез проходных резонаторов- преобразователей поля

• Автор: Переяславец, Михаил Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 c. : ил

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ТИШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПОЛЯ. В ВОЛНОВОДАХ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ИХ СИНТЕЗА

1.1; Обзор основных конструкций преобразователей типов волн

1.2. Одномерная модель: проходной резонатор

в волноводе

1.3. Общая идея синтеза проходного резонансного преобразователя

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ ФИЛЪТРА^ЦРЕОБРАЗОВАТЕШ ПОЛЯ С

РАСШИРЕННОЙ ПОЛОСОЙ

2.1. Определение прозрачности стенок преобразователя с пониженным нерезонансным

фоном в уходящем поле

2.2. Постановка общей задачи синтеза, приближенные граничные условия на смещенной поверхности

2.3. Определение формы и прозрачности стенок преобразователя с расширенной полосой

2.4. Прямая задача: дифракция поля произвольной структуры на фильтре-цреобразователе. Определение полосы частот
2.5. Оценка возможности технической реализации поверхности с переменной прозрачностью
ГЛАВА 3. -ЧИСЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИНТЕЗА РЕЗОНАНСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
3.1. Синтез преобразователя двух волноводных волн в одну
3.2. Численное решение задачи Дирихле
3.3. Многомодовый преобразователь в волно-

воде постоянного сечения
3.4. Преобразователи в сочленении волноводов разных сечений
3.5. Синтез резонансной антенны
ГЛАВА 4. СИНТЕЗ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПОЛЯ В ОТКРЫТЫХ ВОЛНОВЗДУЩИХ СИСТЕМАХ
4.1. Особенности синтеза в открытых линиях. Преобразователи поля на основе открытых резонаторов
4.2. Синтез преобразователя в случае параллельных плоских поверхностей равных фаз. Приближенное решение задачи Дирихле
4.3. Фильтр-возбудитель волновода, точное решение задачи Дирихле. Особенности поведения поля
ЗАКШОЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы
Одной из основных задач СВЧ-техники является преобразование различных полей. Примерами устройств, изменяющих заданным образом структуру поля, являются преобразователи одной волноводной волны в другую, антенны, преобразующие поле облучателя или поле волноводной волны в поле излучения, модовые фильтры, возбудители открытых волноводов и т.п.
Современный уровень развития техники требует все более сложных изменений структуры поля. СВЧ-генераторы выдают наряду с основной волной большое количество высших, паразитных мод. Для преобразования поля на выходе генератора в тракт последовательно включаются сначала модовые фильтры - для отделения требуемой волны от паразитных, затем преобразователи одной волны в другую, далее частотные фильтры и т.п. Б миллиметровом и субмиллиметр о-вом диапазоне получают распространение многомодовые (сверхраз-мерные) волноводы, в которых часто распространяется сразу несколько мод, соотношением амплитуд и фаз которых необходимо управлять, например, преобразовать падающие моды в основную волну, или в набор мод волновода другого сечения, или в поле излучения антенны.
Из-за миниатюризации аппаратуры СВЧ различные элементы, включенные в линию и нарушающие ее однородность, должны быть расположены часто так близко друг к другу, что между ними не успевает установиться одномодовый режим. В этих случаях необходимы устройства, преобразующие поля на выходе одного элемента непосредственно в поле, которое должно прийти ко входу следующего элемента. Такие устройства должны быть достаточно компактными.
В последнее время была показана возможность синтеза проход-

Кд-Кг ід N
( 2.30 )
+т ■
да=і
(Мы полагаем, что 'р порядка единицы). Для доказательства ( 2.30 ) используется разложение решения задачи Дирихле в ряд по собственным колебаниям закрытого резонатора и вторая формула Грина для двух решений уравнений Гельмгольца с частотами К и К0. При записи второй формулы Грина следует учитывать, что нормаль А/ на рис. 2.3 направлена из " - " в " + ". Формула ( 2.30 ) доказана в [і] • Запись ( 2.30.) - это математическое выражение того, что ток на поверхности открытого резонатора
примерно пропорционален току ( др0 /дН) на поверхности такого же закрытого резонатора. Как следует из ( 2.30 ), если интеграл в правой части не мал, т.е. если р7 не ортогонально токам собственного колебания ро » т0 решение ОМ задачи Дирихле - ток на поверхности открытого резонатора - много больше значения поля 'Р на поверхности (величина К -дрк ).- Однако, если выполняется условие
; (2.31)

то, как следует из ( 2.30 ), ток БМ и значение поля Р на поверхности резонатора будут величинами одного порядка.
Параметр малости р определяет только порядок величины прозрачности стенок, для конечного результата важно лишь значение прозрачности ), поэтому величина р может быть
выбрана произвольно, это вызовет в конечном результате соответствующее изменение Р ($ ). Выберем р в соответствии с [і] :