Диссертация (1137125), страница 14
Текст из файла (страница 14)
На базе векторного анализатора цепей ZVB 4 (Rohde & Schwarz) проведеноэкспериментальное исследование макетов ребристого стержня в изотропноми азимутально неоднородном экранах, получены зависимости модулякоэффициента отражения S11 и коэффициента стоячей волны напряжения,наоснованиикоторыхрассчитаныдисперсионныехарактеристики.Показано, что наличие одного или более щелевых разрезов в азимутальнонеоднородномэкраненевызываетсущественногоизменениядисперсионных свойств электрода на основе коаксиальной ребристойлинии.110Заключение.
Основные результаты работыОсновным итогом диссертационной работы является решение актуальнойзадачи, заключающейся в разработке новых малогабаритных CВЧ устройствразличного функционального назначения с улучшенными электрическимипараметрами и характеристиками на основе исследования физических иконструктивно – технологических особенностей замедляющей системы типа«коаксиальная ребристая линия». Особенностью работы является ее прикладнаянаправленность,позволяющаяиспользоватьполученныетеоретическиеиэкспериментальные результаты для решения конкретных научно – практическихзадач.Основные результаты работы заключаются в следующем:1.
Проведен анализ современного состояния и тенденций развитиясовременных аксиально – симметричных замедляющих систем, резонаторов иСВЧ устройств на их основе, включающий физические, конструктивно –технологические особенности и области их применения, а также аналитические ичисленные методы, которые могут быть использованы для их расчета,проектированияикомпьютерногомоделирования.Наосновеанализаустановлено, что благодаря малой дисперсии, широкополосности и способностирассеивать сравнительно большие выходные мощности, на базе замедляющихструктур, выполненных на коаксиальной ребристой линии и одиночномдиафрагмированном стержне, появляется возможность создания эффективныхСВЧ устройств с габаритными размерами, меньшими рабочих длин волн,обладающихулучшеннымиэлектрическимихарактеристикамиинизкойстоимостью.2.
Выполненаналитическийрасчетзамедляющейсистемытипа«коаксиальная ребристая линия». Для случая возбуждения в такой структуреаксиально – симметричной волны электрического типа, методом сшиванияпроводимостей получено дисперсионное уравнение, анализ решения которогопроведен для случаев, имеющих практическое значение. С помощью метода111эквивалентных длинных линий получены аналитические выражения для расчетапогонных параметров индуктивности, емкости и волнового сопротивленияструктуры.СмоделированиепомощьюпрограммныхсредствMathCADпараметровкоаксиальнойребристойлиниивыполненоиполученызависимости коэффициента замедления от ее геометрических размеров.3. Проведенанализвзаимодействияэлектромагнитнойволнывзамедляющей системе типа «металлический ребристый стержень» с внешнимкольцевым потоком электронов.
Найдены выражения для эквивалентныхпараметров индуктивности и емкости структуры. В импедансном приближенииполучено «горячее» дисперсионное уравнение для случая возбуждения в такойзамедляющей системе аксиально-симметричной волны электрического типа.
СпомощьюпрограммныхсредствMathCADвыполненомоделированиедисперсионных характеристик и коэффициента связи металлического ребристогостержня с внешним кольцевым потоком электронов в зависимости отгеометрических размеров стержня и диэлектрических проницаемостей материала,заполняющего пазы структуры.4. Проведенанализвзаимодействияэлектромагнитнойволнывзамедляющей системе типа «диафрагмированный волновод» с цилиндрическимпотоком электронов. Найдены выражения для эквивалентных параметровиндуктивности и емкости структуры.
В импедансном приближении получено«горячее»дисперсионноеуравнениедляслучаявозбуждениявтакойзамедляющей системе аксиально-симметричной волны электрического типа. СпомощьюпрограммныхсредствMathCADвыполненоаналитическоемоделирование «холодных» дисперсионных характеристик и коэффициента связидиафрагмированного волновода в зависимости от его геометрических размеров.5. Предложены, теоретически обоснованы, численно и экспериментальноисследованы малогабаритные электроды-излучатели на основе ребристогостержня в азимутально неоднородных экранах с одним, двумя и четырьмящелевымиразрезами,отличающиесяпространственнойхарактеристикой112излученияконусообразнойформысрадиальнымнаправлениемвектораэлектрического поля и симметрией вращения.При проектировании электродов – излучателей получены следующиетеоретические и экспериментальные результаты: диаграммы направленности, в виде пространственных кардиоид, дляребристого стержня в азимутально неоднородном экране с однимщелевым разрезом, в воздушном пространстве с ε = 1,0 идиэлектрической среде, моделирующей биоткани предстательнойжелезы с эффективным ε = 5,6, позволившие оценить влияниеугловой величины щелевого разреза, а также угол поворота конусаинтенсивности излучения; диаграммы направленности для ребристого стержня в азимутальнонеоднородном экране с двумя и четырьмя щелевыми разрезами,позволившие установить вращательный характер конуса излучения споворотомна900вгоризонтальнойплоскости,иоценитьинтенсивность излучения при изменении числа щелевых разрезов; зависимости модуля коэффициента отражения S11 и коэффициентастоячей волны напряжения, на основании которых рассчитаныдисперсионные характеристики, показавшие, что наличие одного илиболее щелевых разрезов в азимутально неоднородном экране невызывает существенного изменения дисперсионных свойств.Предложенныемикроволновойконструкцииэлектродовнашлитермотерапии, в том числе дляприменениедляэффективного лечениязаболеваний предстательной железы с использованием терапевтического методатрансуретральной микроволновой термотерапии (ТУМТ).113БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1.Вайнштейн, Л.А.
Электромагнитные волны / Л.А. Вайнштейн. – М.: Радио исвязь, 1988.2.Бриллюэн, Л. Распространение волн в периодических структурах /Л. Бриллюэн, М.Пароди. – М.: Изд-во иностр. лит., 1959.3.Михалевский, В.С. Элементы теории сверхвысокочастотных замедляющихсистем / В.С. Михалевский. – Изд-во Ростовского ун-та, 1964.4.Тараненко, З.И. Замедляющие системы / З.И. Тараненко, Я.К.
Трохименко. –Киев: Изд-во Техника, 1965.5.Силин, Р.А. Замедляющие системы / Р.А. Силин, В.П. Сазонов. – М.: Сов.радио, 1966.6.Силин, Р.А. Периодические волноводы / Р.А. Силин. – М.: Фазис, 2001.7.Кюн, Р. Микроволновые антенны / Р. Кюн. – М.: Судостроение, 1967.8.Яцук, К.П. Замедляющие системы / К.П. Яцук // Лабораторный практикум.Изд-во Харьковского ун-та, 1969.9.Захарьев, Л.Н. Теория излучения поверхностных антенн / Л.Н.
Захарьев, А.А.Леманский, К.С. Щеглов. – М.: Сов. радио, 1969.10. Справочник по диафрагмированным волноводам / О.А. Вальднер, Н.П.Собенин, Б.В. Зверев, И.С. Щедрин. – М.: Атомиздат, 1977.11. Нефедов, Е.И. Электродинамика периодических структур / Е.И.
Нефедов,А.Н. Сивов. – М.: Наука, 1977.12. Григорьев, А.Д. Резонаторы и резонаторные замедляющие системы СВЧ /А.Д. Григорьев, В.Б. Янкевич. – М.: Радио и связь, 1984.13. Кинг, Р. Антенны в материальных средах. В 2-х т./ Р. Кинг, Г. Смит. – М.:Мир, 1984.14. Найденко, В.И. Аксиально-симметричные периодические структуры ирезонаторы / В.И. Найденко, Ф.Ф. Дубровка. – Киев: Вища шк., 1985.15. Григорьев, А.Д.
Электродинамика и техника СВЧ / А.Д. Григорьев. – М.:Высшая школа, 1990.11416. Пименов, Ю.В. Техническая электродинамика / Ю.В. Пименов, В.И.Вольман, А.Д. Муравцов. – М.: Радио и связь, 2000.17. Елизаров, А.А. Радиоволновые элементы технологических приборов иустройств с использованием электродинамических замедляющих систем /А.А.
Елизаров, Ю.Н. Пчельников. – М.: Радио и связь, 2002.18. Трубецков, Д.И. Лекции по сверхвысокочастотнной электронике дляфизиков. В 2-х т. / Д.И. Трубецков, А.Е. Храмов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.19. Генераторы и усилители СВЧ / под ред. И.В.Лебедева. М.: Радиотехника,2005.20. Электронные устройства СВЧ. В 2-х т.
/ под ред. И.В.Лебедева. – М.:Радиотехника, 2008.21. Зарубежные радиоэлектронные средства. В 4-х т. / под ред. Ю.М.Перунова. –М.: Радиотехника, 2010.22. Сазонов, В.П. Приоритеты России в вакуумной СВЧ-электронике / В.П.Сазонов. – М.: ИД «Медпрактика – М», 2012.23. Елизаров, А.А. СВЧ устройства на замедляющих системах с аномальнойдисперсией. Основы теории и применение /А.А. Елизаров, В.Н.Каравашкина. – LAP Lambert Academic Publishing, 2013.24. Gilmor, A.S. Principles of Travelling Wave Tubes / A.S. Gilmor // Artech House,Inc.
Norwood, MA, USA, 1994. / Гилмор А.С. Лампы с бегущей волной //перевод с англ. под ред. Н.А.Бушуева. – М.: Техносфера, 2013.25. Chang, Ed. K. Enciclopedia of RF and Microwave Engineering. Vol.1 – 6 / Ed.K.Chang // J.Wiley & Sons, Inc. Hoboken. – New Jersey, USA. – 2005.26. Field I.M. Some Slow-Wave Structures for Travelling Wave Tubes // ProceedingsIRE, 37, № 1. – 1949. – Р.34 – 40.27. Жилейко, Г.И. Некоторые особенности коаксиальных диафрагмированныхволноводов / Г.И. Жилейко // Радиотехника, – 1958. – Т.1.
– № 4. – С.430.28. Гуляев, Ю.В. Усилители на основе эффекта Вавилова – Черенкова снерегулярными электродинамическими структурами / Ю.В. Гуляев, В.Ф.Кравченко, А.А. Кураев // УФН. – 2004. – Т.174. – № 6. – С. 639 – 655.11529. Frequency Characteristics of Relavistic TWT / W. Song, Sh.
Yanchao, L. Xiaozeet al. // Proceedings of the 16th IEEE International Vacuum Electronic Conference(IVEC – 2015). Beijing: Institute of Electrical and Electronics Engineers. – 2015. –P.271 – 272.30. Yajun W. Investigation of 0.14THz Folded Waveguide TWT / W. Yajun, Ch.Zhang // Proceedings of the 14th IEEE International Vacuum ElectronicsConference (IVEC-2013). Paris: Institute of Electrical and Electronics Engineers. –2013.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
