ДЗЕРКАЛЬНИЙ діелектричний хвилевід – БАЗОВА електродинамічних структурах для створення високоефективної випромінюючих систем
Катрич В. А., Звягінцев А. А., Погарський С. А., Саприкін І. І., Майборода Д. В., Шаулов Е. А. Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна Пл. Свободи, 4, Харків -61077, Україна Тел.: +38 (057) 7075278; e-mail: Sergey.A.Pogarsky@univer.kharkov.ua
Анотація – Розглянуто направляючі властивості і умови формування характерної структури поля для створення високоефективної випромінюючої системи на основі однієї з різновидів полоськових діелектричних хвилеводів – дзеркальному діелектричному хвилеводі.
I. Вступ
Діелектричні хвилеводи різних типів знайшли широке застосування в техніці НВЧ [1], особливо в міліметровому діапазоні хвиль. Цьому сприяла поява нових типів діелектричних матеріалів з малим рівнем втрат в міліметровому діапазоні, а також прийнятними конструктивними допусками на виготовлення функціональних елементів передавальних трактів на відміну від елементів, виконаних на основі стандартних прямокутних хвилеводів. Перспективним напрямком у створенні нових функціональних елементів є використання полоськових діелектричних хвилеводів, наприклад ізольованих дзеркальних діелектричних хвилеводів [2, 3]. Разом з тим, такого роду конструкціям властива одна суттєва особливість – обмеженість можливості варіації геометричних розмірів допоміжних елементів (наприклад, випромінюючих елементів) та їх розташування внаслідок відносної малості геометричних розмірів базового елементу конструкції – діелектричного стержня. В даній роботі розглядаються фізика процесу поширення власних хвиль в іншого різновиду Полоскова діелектричного хвилеводу-дзеркальному діелектричному хвилеводі і умови формування характерного розподілу електромагнітного поля для створення випромінюючих систем.
II. Напрямні властивості і структура поля дзеркального діелектричного хвилеводу
Схематичне представлення даної структури представлено на рис. 1. Істотними
Рис. 1. Схематичне представлення досліджуваної структури.
Fig. 1. The cross-section schematic of structure under investigation
особливостями такої структури є: співвідношення між діелектричними проницаемостями е2 > ei і більш істотна товщина підстилаючої підкладки в порівнянні з конструкцією ізольованого дзеркального діелектричного хвилеводу
[2]. Така електродинамічна система при належному виборі співвідношення геометричних розмірів і матеріальних констант діелектричних матеріалів забезпечує каналізацію енергії електромагнітного поля в заданому напрямку. Конструкція збудника такої метало-діелектричної структури представлена на рис. 2. При цьому кут скосу діелектричного стержня вибирається в інтервалі +2 ° від значення кута Брюстера. Істотним виявляється і величина занурення діелектричного стрижня в металевий хвилевід. При оптимальному співвідношенні всіх зазначених параметрів досяжний рівень КСХН не більше 1.58 і рівень загасання не більше -0.35 дБ / см.
Рис. 2. Конструкція збудника структури:
1-діелектричний стрижень:
2 – діелектрична підкладка, 3 – заземлювальний підставу, 4 – збудливий хвилевід.
Fig. 2. The constriction of exciter structure:
1 – dielectric rod; 2 – dielectric substrate; 3 – ground base; 4 – excitinig waveguide
Ключовим моментом для створення оптимальних умов витікання електромагнітної хвилі з діелектричного стержня в напрямках перпендикулярних площині стрижня є вибір співвідношень між шириною діелектричного стержня і товщиною підстилаючої підкладки і співвідношення їх діелектричної проникності. На ріс.З представлена реконструйована структура електромагнітного поля (вимірювання виконані в ближній зоні), яка свідчить про формування стійкого хвильового процесу вздовж металодіелектричних структури. Як очевидно з малюнка, уздовж волноведущей елемента (діелектричного стержня) формується характерна структура поля з максимумами поблизу діелектричного стрижня, причому ступінь «розпливання» поля, як встановлено з експериментальних вимірювань, може бути керованою за рахунок введення неоднорідностей в напрямку поперечному до напрямку поширення хвилі.
Рис. 3. Амплітудно-частотна характеристика коаксіального фільтра.
Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»
Ваш відгук