Автоматизированные исследования открытых электродинамических систем миллиметрового диапазона, страница 3

10). Можно отметить, что средняя величина добротности в исследуемом интервале частот ирасстояний лежит в интервале 400÷800, достигая максимальных значений(1,3÷2,3)⋅103 в случае практически закрытой системы.На примере цилиндрической системы с внутренней периодическойструктурой показана эффективность работы автоматизированной установкидля систем со сгущенным спектром.

Используемые методики позволяют выявлять как общие характеристики спектра, так и анализировать частные особенности его отдельных участков.МНОГОРЕЗОНАТОРНЫЕ ОТКРЫТЫЕ РЕЗОНАНСНЫЕ СИСТЕМЫРис. 11 Многорезонаторная система сосферическими зеркаламиРасполагая на одной плоскости последовательность однотипных металлических зеркал, т.е. объединяя, по сути, ряд Рис. 12 Примеры распределений полей колебаний во втором резонатореодиночных ОР, можно получить устрой- системы со сферическими зеркалами.ство, обладающее как известными свойствами ОР, так и рядом новых характеристик.

Представлены результаты исследования таких электродинамических систем, состоящих из двух блоковзеркал. Каждый блок содержал ряд последовательно расположенных и дифракционно связанных ОР с зеркалами цилиндрической и сферической формы (Рис. 11). Получены частотные спектры образца, состоящего из семи дифракционно связанных сферических резонаторов.

При этом система не воз-13буждалась на частотах менее 64 Ггц, что можно объяснить работой отверстиясвязи на низких частотах в запредельном режиме.Представлены и изучены распределения полей возбуждающихся колебаний (Рис. 12). Подробный анализ показал, что в процессе передачи энергииучаствуют высшие моды и формирование типов колебаний в системе происходит в основном за счет энергии поля на краях резонаторов.На примере исследования многорезонаторной системы в случае редкого спектра установка позволяет автоматически обнаружить одиночные резонансные кривые путем сканирования всего массива A(f,L) при отсутствииданных о возможности возбуждения колебаний.Основные результаты и выводы1.

Создана автоматизированная экспериментальная установка, которая позволяет значительно упростить и ускорить изучение различных типов электродинамических систем в миллиметровом диапазоне длин волн. Разработано соответствующее программное обеспечение, необходимое для получения и обработки экспериментальных данных.2. Разработаны методики автоматизированных измерений спектральных характеристик электродинамических систем открытого и закрытого типа. Длясистем типа открытого резонатора методики позволяют автоматизироватьпроцесс получения зависимостей коэффициента передачи от частоты и расстояния между зеркалами, распределения полей резонансных типов колебаний, рассчитывать значения добротности.3.

Эффективность разработанных методик показана на примере ряда типовэлектродинамических систем. Новая комбинированная методика позволяетизмерять зависимость коэффициента передачи от частоты при одновременном изменении геометрических параметров структуры и представлять этузависимость в виде трехмерных изображений. Дополнительным преимуществом данной методики является наглядность демонстрации характеристиксистем и удобство нахождения условий резонансного возбуждения, особенно в случае связанных систем с редким спектром.144.

Экспериментально установлено, что изученные аксиально-симметричныедиэлектрические периодические структуры с дополнительной внешней металлизацией секций с большим диаметром D эффективно возбуждаютсячерез боковую стенку секции меньшего диаметра d. Эффект объясняетсярезонансом запертых волн (НЕ41 и НЕ51 при D=16 мм и D=20 мм соответственно) на участках с диаметром D, связанных запредельными отрезкамиволновода с диаметром d. Высокий коэффициент передачи в резонансныхмаксимумах частотных спектров систем определяется дифракционнымпреобразованием волн НЕ21→ НЕ41 и НЕ31→ НЕ51 с резонансом на запертыхмодах НЕ41 и НЕ51 соответственно.5. Показано, что эффективное возбуждение цепочки дифракционно связанныхоткрытых металлических резонаторов со сферическими зеркалами происходит за счет передачи энергии на краях резонаторов высшими типами колебаний.Таким образом, в результате проведенной работы создана новая автоматизированная экспериментальная установка для исследования разных типов электродинамических структур, показана ее эффективность в ходе проведения экспериментов.

Выработан экспериментальный подход к разнообразным сложным комбинированным открытым системам со схожими геометрическими параметрами. При этом на основании исследования характеристиксвязанных систем с характерными размерами больше длины волны могутбыть выработаны рекомендации для оптимального взаимодействия волн в таких системах с активными средами, например, электронным пучком с цельюсоздания новых приборов.Цитируемая литература1.

Аксенчик А.В., Кураев А.А., Навроцкий А.А., Синицын А.К. ОптимизацияЛБВ-О на нерегулярной цепочке связанных резонаторов // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2000. – T.4. – №2. – С. 28-34.2. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. – М.: Наука, 1990.

– 432 с.153. Лопухин В.М., Пирогов Ю.А. Электродинамика сверхвысоких частот. –М.: изд. МГУ, 1980. – 162 с.4. Силин Р.А. Периодические волноводы. – М.: Фазис, 2002. – 448 с.5. Kuo Jen-Tsai, Shih Eric. Microstrip stepped impedance resonator bandpass filterwith an extended optimal rejection bandwidth // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. – 2003. – Vol.51. – №5. – P. 1554-1559.6. Hirvonen T., Vainikainen P., Lozowski A., Raisanen A. Measurement of dielectrics at 100 GHz with open resonator connected to a network analyzer // IEEETrans.

on Instrumentation and Measurement. – 1996. – Vol.45. – №4. – P. 780786.Список основных работ, опубликованных по теме диссертации1. Афонин Д.Г., Малышкин А.К. Связанные диэлектрические резонаторы сверхразмерные электродинамические системы // Тезисы докладов 8-гоВсесоюзного симпозиума по сильноточной электронике АНСССР, Уральское отделение, Институт электрофизики. Свердловск.

– 1990. – Ч.3 – C.155-156.2. Афонин Д.Г., Малышкин А.К. Автоматизация исследования спектра идобротности открытых резонансных систем // Вопросы радиоэлектроникисер. Общие вопросы радиоэлектроники. – 1991. – вып.5. – С. 77-80.3. Афонин Д.Г., Дубровский В.В., Малышкин А.К. Методики автоматизированных исследований электродинамических систем // Труды Всесоюзнойшколы-семинара “Физика и применение микроволн” 22-27 мая 1991 г., М. –1991. – Ч.1 – C. 86-88.4. Афонин Д.Г., Малышкин А.К. Квазиоптические системы со связаннымидиэлектрическими резонансными структурами // Труды Всесоюзной школы-семинара “Физика и применение микроволн” 22-27 мая 1991 г., М.

–1991. – Ч.1 – C. 96-99.5. Afonin D.G., Malyshkin A.K. Combined employment of personal computersIBM PC // Proceedings Intern. AMSE Conf. “Signals and systems”, Geneva(Switzerland) 17-19 June 1992, AMSE Press. – 1992 – Vol.1. – P. 249-254.166. Afonin D.G., Malyshkin A.K. Waveguide metallo-dielectrical structure // Proceedings Intern. AMSE Conf. “Signals and systems”, Geneva (Switzerland) 1719 June 1992, AMSE Press. – 1992 – Vol.1. – P. 255-265.7.

Афонин Д.Г., Дубровский В.В., Малышкин А.К. Автоматизированная установка для исследований электродинамических систем на базе IBM PCXT // Приборы и техника эксперимента. – 1993. – №5. – С. 75-78.8. Афонин Д.Г., Букреев И.А., Канунов Е.Р., Малышкин А.К. Методики автоматизированных исследований электродинамических систем // Труды 5ой Всероссийской школы-семинара “Физика и применение микроволн.Миллиметровые и субмиллиметровые волны”, май 1995 г., М.

– 1995. – C.69-72.9. Афонин Д.Г., Канунов Е.Р., Малышкин А.К. Установка для автоматизации измерений характеристик электродинамических систем в миллиметровом диапазоне // Измерительная техника. – 1996. – №11. – С. 42-44.10. Афонин Д.Г., Малышкин А.К. Осесимметричные диэлектрические структуры в милиметровом диапазоне // Труды 6-й Всероссийской школысеминара “Волновые явления в неоднородных средах”, май 1996 г., М.

–1996. – C. 30-31.11. Afonin D.G., Kazakov A.V., A.K.Malyshkin A.K. Investigations of open resonators with diffraction coupling // Optical Resonators - Science and Engineering / Ed. by R.Kossowsky et.al.: Kluwer Acad. Publ. – 1998. – P. 281-287.12. Афонин Д.Г., Малышкин А.К. Автоматизированная установка с управлением частотой для исследования резонансных систем в миллиметровомдиапазоне // Приборы и техника эксперимента. – 1999.

– №3. – С. 77-80.13. Afonin D.G., Malyshkin A.K. Multireflector resonance systems in millimeterwave range // Proceedings of III-rd International Conference: "Antenna: Theoryand Techniques", September 1999, Ukraine, Sevastopol. – 1999. – P. 471-472.14. Афонин Д.Г., Малышкин А.К. Электродинамическая система ”диэлектрик-зеркало” // Материалы 11-й Международной конференции ”СВЧтехника и телекоммуникационные технологии”, 10-14 сентября 2001г.,Украина, Крым, Севастополь. – 2001. – С. 428-429.1715. Афонин Д.Г., Малышкин А.К. Многозеркальные резонансные системымиллиметрового диапазона // Электромагнитные волны и электронныесистемы.