Радио- и микроволновые резонаторы квазистационарного типа на отрезках замедляющих систем

• Автор: Титов, Андрей Петрович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Глава 1. Разработка методов расчета и анализа радио- и микроволновых резонаторов квазистационарного типа на отрезках замедляющих систем:
1.1. Современное состояние и перспективы применения
1.2. Анализ методов расчета и моделирования
1.3. Выводы по главе
Глава 2. Расчет радиальных резонаторов квазистационарного типа
на отрезках замедляющих систем методом эквивалентных длинных линий:
2.1. Резонаторы квазистационарного типа на радиальных арифметических спиралях
2.2. Анализ радиального резонатора на связанных спиралях эллиптического сечения
2.3. Выводы по главе
Глава 3. Компьютерное моделирование радиальных резонаторов квазистационарного типа на основе отрезков одиночных и связанных замедляющих систем:
3.1. Особенности численного моделирования электродинамических структур с помощью программы High Frequency Structure Simulator
3.2. Моделирование резонатора на круглой арифметической спирали с изотропным экраном
3.3. Моделирование резонатора на связанных круглых арифметических спиралях
3.4. Моделирование резонатора на прямоугольной арифметической спирали с изотропным экраном
3.5. Моделирование резонатора на связанных прямоугольных арифметических спиралях
3.6. Анализ результатов моделирования
3.7. Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальное исследование радиальных резонаторов на основе отрезков одиночных и связанных замедляющих систем:
4.1. Особенности измерения характеристик и параметров
квазистационарного типа
4.2. Исследование резонатора на связанных прямоугольных
арифметических спиралях
4.3. Сравнение экспериментальных результатов и результатов
моделирования, полученных с помощью НР88
4.4. Исследование многосекционного резонатора на связанных прямоугольных арифметических спиралях
4.5. Выводы по главе
Глава 5. Применение радио- и микроволновых резонаторов квазистационарного типа на отрезках замедляющих систем:
5.1. Особенности излучения замедленной электромагнитной волны в магнитодиэлектрическую среду
5.2. Выводы по главе
Заключение. Основные результаты работы
Литература
Приложение. Результаты использования диссертационной работы и акты внедрения
Актуальность темы
Современный этап создания СВЧ-узлов и модулей различного функционального назначения на элементах с распределёнными постоянными наглядно демонстрирует широкие возможности применения пассивных устройств на отрезках полосковых линий, изготовление которых удачно вписывается в технологию микроэлектроники.
Однако широкое применение таких элементов сдерживается относительно узким рабочим диапазоном частот (10...100 ГГц). На более низких частотах размеры элементов слишком велики, а на более высоких частотах в них слишком велики омические потери. Уменьшить размеры элементов с распределёнными постоянными, в том числе на относительно низких частотах (0,01... 10 ГГц), удаётся применяя резонансные отрезки замедляющих систем (ЗС), представляющие собой двухпроводные линии передачи, один или оба проводника которых свёрнуты в спираль, меандр-линию, штыревую гребёнку и др. Однако при сворачивании проводников омические потери в них растут пропорционально замедлению электромагнитной волны, что ограничивает возможность применения ЗС для уменьшения размеров элементов. Исследования, проведенные ранее [1, 2] показали, что в ЗС, проводники которых являются повёрнутыми на 180° зеркальными отображениями друг друга, можно получить дополнительное замедление без увеличения омических потерь. Однако особенности теоретического и практического применения этого свойства для миниатюризации пассивных элементов и устройств СВЧ-техники не получили должного обоснования.
Состояние вопроса
В 50-х годах прошлого столетия понятие резонаторов с квазистационарными параметрами впервые ввел Нейман М.С. [3]. Последующие его работы доказали полноправное существование таких
Г2, [см] (Гг Гг')‘1/2,[см]
Рис. 2.2.2. Зависимости резонансной длины волны от внешнего радиуса г2 для
резонатора на связанных логарифмических спиралях (кривая 1) и от т/г2т2” для резонатора на связанных эллиптических спиралях (кривая 2)
Определим далее собственную добротность анализируемого резонатора с квазистационарными параметрами на основе связанных эллиптических спиралей.
Если резонатор образован четвертьволновым отрезком однородной замедляющей системы длиной I, то его собственную добротность 2 можно найти с помощью соотношения
0 = я2о/2Ло/> (2.2.6)
где К0 - активное погонное сопротивление, г0 - волновое сопротивление.
При определении добротности резонатора, образованного двумя последовательно соединенными отрезками замедляющих систем, следует складывать потери в обеих системах. В силу конструктивных особенностей спирального резонатора с квазистационарными