Электродинамический анализ прямоугольных волноводов с L-выступами

• Автор: Кривопустенко, Виктор Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.1. Глава 1. Электродинамический анализ электромагнитных полей в прямоугольном волноводе с одиночным и симметричными Г-выступами

1.2. Обзор литературных данных и методов исследования ВСС

1.3. Постановка задачи

1.4. Расчет электромагнитных полей Н-волн

1.5. Расчет электромагнитных полей Е-волн

1.6. Анализ результатов расчетов критических волновых чисел и

электромагнитных полей в прямоугольном волноводе с одним Ь-выступом

1.7. Анализ результатов расчетов критических волновых чисел и

электромагнитных полей в прямоугольном волноводе с двумя Ь-выступами
1.7.1. Горизонтальное расположение Ь-выступов
1.7.2. Вертикальное расположение Ь-выступов
1.8. Анализ результатов расчетов критических волновых чисел и
электромагнитных полей в прямоугольном волноводе с четырьмя Ь-выступами
Выводы
Глава 2. Электродинамический анализ прямоугольного волновода с двумя несимметричными Ь-выступами
2.1. Постановка задачи
2.2. Расчет электромагнитных полей Н-волн
2.3. Расчет электромагнитных полей Е-волн
2.4. Анализ результатов расчетов критических волновых чисел и электромагнитных полей в прямоугольном волноводе с двумя несимметричными Ь-выступами
Выводы

Глава 3. Электродинамический анализ прямоугольного волновода с двумя перекрывающимися Ь-выступами
3.1. Постановка задачи
3.2. Расчет электромагнитных полей Н-волн
3.3. Расчет электромагнитных полей Е-волн
3.4. Анализ результатов расчетов критических волновых чисел и электромагнитных полей в прямоугольном волноводе с двумя перекрывающимися Ь-выступами
Выводы
Г лава 4. Электродинамический расчет волнового сопротивления основной волны в прямоугольных волноводах с Ь-выступами
4.1. Постановка задачи
4.2. Расчет волнового сопротивления прямоугольного волновода с одиночным и симметричными Ь-выступами
4.2.1. Расчет волнового сопротивления прямоугольного волновода с одиночным Ь-выступом
4.2.2. Расчет волнового сопротивления прямоугольного волновода с двумя горизонтально расположенными Ь-выступами
4.3. Расчет волнового сопротивления прямоугольного волновода с двумя несимметричными Ь-выступами
4.4. Расчет волнового сопротивления прямоугольного волновода с двумя перекрывающимися Ь-выступами
Выводы
Заключение
Литература

Введение
Актуальность темы. Современный уровень развития радиотехнических систем различного назначения, все повышающиеся требования к их микроволновым составляющим, расширяющиеся возможности современной вычислительной техники обуславливают развитие существующих и потребность в разработке новых эффективных подходов к электродинамическому моделированию СВЧ объектов, использующих в своем составе многообразие волноводов со сложной формой поперечного сечения. Волноводы сложных сечений (ВСС) способны удовлетворить современным требованиям и существенно превосходить по своим электродинамическим и массогабаритным показателям их аналоги на волноводах простых сечений, в частности прямоугольных и круглых [1-10].
Проведенные исследования, связанные с поиском новых волноведущих и конструктивных структур со сложной формой поперечного сечения с улучшенными характеристиками, показали, что существует достаточно большое количество разнообразных конфигураций ВСС, представляющих научно-технический интерес при разработке новых и усовершенствовании существующих СВЧ устройств различного назначения [11-17]. Среди большого многообразия волноводных структур сложных сечений следует особенно выделить семейство потенциально широкополосных волноводов прямоугольных волноводов с регулярными металлическими Ь-выступами [18-22]. Геометрические особенности данного типа волноводов, связанные с заменой в прямоугольном волноводе регулярных металлических прямоугольных и Т-образных выступов Ь-выступами, позволяют получить ВСС с достаточно широкой зоной отсечки одномодового режима работы, более низкой критической частотой и увеличенной областью существования однородного электромагнитного поля основной волны и с существенно улучшенными массогабаритными показателями. Последний факт дает возможность найти применение данным волноводам в ситуациях, требующих уменьшения массы изделия.
Для реализации потенциальных возможностей прямоугольных волноводных трактов с Г-выступами при разработке СВЧ-устройств

где £/' - неизвестные коэффициенты разложения; ур'п (х)| - базис системы,
представляющий собой полную и ортогональную систему функций на соответствующих интервалах, с весовым коэффициентом разложения сг (х).
В соответствии с условиями на ребре [4], получим для Н-волн:
СГ, =
/ / , 2^ “/3 ( У л 2 ~Уъ / , , ч2л
1- X г- - 1 X 1 а
— ; <т, = ;^3 =
1/І 1 ^ с >)
<р &) = С£

1 . I х -а
Ж оо=с2„+й
(1.3.8)
(1.3.9)
где: - полиномы Гегенбауэра [5].
Подставляем /,(х) в (1.3.6), и применяя метод Галеркина, получим относительно ТУ,' линейную однородную алгебраическую систему уравнений (СЛАУ), которая в матричном виде имеет следующий вид:
£[с/Х'+ ^Ч2] = °;

£[ВД+ иЖ+ £/Х] =0; (1.3.10)

£[ед+ Вд’] =°;

где матричные элементы имеют следующий вид:

(е + /Ні
м (2 - ) ґп
^ ‘ XК I ^^(*•> Л; °пу = А
т=0 *>2 ‘Ь1П

а-к,.
(1.3.11)

* (2-30к^рп-с,8(ку1И)