Исследование замедляющих систем с аномальной дисперсией и разработка устройств на их основе

• Автор: Каравашкина, Валентина Николаевна
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Физические и конструктивно-технологические особенности СВЧ устройств на замедляющих системах с аномальной дисперсией.

1.1. Краткий обзор публикаций по электродинамическим замедляющим системам СВЧ

1.2. Частотная дисперсия; физические условия возникновения и способы управления

1.3. Конструктивно-технологические особенности устройств на замедляющих системах с аномальной дисперсией
1.4. Анализ методов расчета, проектирования и моделирования дисперсионных характеристик СВЧ устройств на замедляющих системах

1.5. Выводы по главе

Глава 2. Приближенно-аналитические методы проектирования и модели

устройств па отрезках замедляющих систем с аномальной дисперсией

2.1. Метод сшивания проводимостей и его применение для расчета и анализа

2.2. Метод эквивалентных длинных линий и его применение для расчета и анализа
2.2.1. Дисперсионное уравнение цепочки четырехполюсников
2.2.2. Замена замедляющей системы однородной эквивалентной линией
2.2.3. Замена замедляющей системы трехпроводной эквивалентной линией
2.3. Приближенно-аналитические модели устройств
2.3.1. Модель коаксиальной фидерной линии на спиральной замедляющей системе с продольно-проводящим экраном
2.3.2. Модель микрополосковой фидерной линии на замедляющей системе с продольно-проводящим экраном

2.3.3. Модель фидерной линии на связанных замедляющих системах
2.3.4. Особенности расчета волнового сопротивления
2.3.5. Оценка затухания в элементах на спиральной замедляющей системе
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Численные методы проектирования и моделирования устройств на отрезках замедляющих систем с аномальной дисперсией
3.1. Краткий обзор программных средств для электромагнитного моделирования
3.2. Метод конечных элементов и его применение для моделирования СВЧ устройств на основе программных средств High Frequency Structure Simulator (HFSS)
3.2.1. Вариационная формулировка метода конечных элементов
3.2.2. Вывод и решение системы уравнений
3.2.3. Разбиение пространства на ячейки (Mesher)
3.2.4. Описание полей в портах. Решение двумерных задач
3.2.5. Граничные условия
3.2.6. Расчет S-параметров по данным расчета поля
3.3. Численное моделирование коаксиальной фидерной линии на спиральной замедляющей системе с продольно-проводящим экраном
3.4. Численное моделирование антенн с собирательными линиями на отрезках замедляющих систем с аномальной дисперсией
3.4.1. Антенна бегущей волны
3.4.2. Логопериодическая антенна
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальное исследование дисперсионных
характеристик спиральных замедляющих систем в экранах с изотропной и анизотропной проводимостью

4.1. Особенности измерения дисперсионных характеристик замедляющих систем в режимах бегущей и стоячей волн
4.2. Оценка погрешности экспериментальных измерений
4.3. Выводы по главе
Заключение. Основные результаты работы
Список использованных источников
Приложение. Акты внедрения и использования результатов работы

линейных алгебраических уравнений для амплитуд аппроксимирующих полей. При учете условия на ребре в системах базисных функций решение получается единственным.
В зависимости от способа разделения структуры на частичные области различают методы частичных областей с продольным или поперечным разделением. Применение каждого из них зависит от геометрии исследуемой электродинамической структуры.
Все три разновидности метода частичных областей можно трактовать как вариации метода моментов [66], приводящие к одной и той же системе уравнений в том случае, если вместо систем базисных и весовых функций используются собственные функции одной из смежных частичных областей (для каждой границы раздела). От выбора базисных функций сильно зависят точность решения, скорость сходимости и время счета.

В большинстве случаев для устройств на замедляющих системах точный электродинамический расчет затруднен. Это вызвано сложностью формулировки граничных задач, малостью сдвига фазы на период структуры, необходимостью учета конечных размеров и толщины проводников и т.д. Поэтому более эффективными являются приближенно -аналитические методы расчета, основанные на замене реальной
электродинамической системы эквивалентной схемой [67-72], системой [73-76] или длинной линией [77, 78]. Для микрополосковых штыревых структур, имеющих большое число параллельных друг другу проводников, предпочтительнее использование метода многопроводных линий. Точность в этих методах достигается при учете дисперсионных свойств эквивалентных параметров.
В настоящее время существует также целый ряд численных методов, на основе которых можно осуществить необходимый анализ устройств на ЗС, а также большое разнообразие программных продуктов для их реализации.
Используемые численные методы электродинамического расчета структур в той или иной степени базируются на системе уравнений