Манойлов В Ф, Чухов В В Житомирський державний технологічний університет улЧерняховского 103, мЖитомир, 10005, Україна тел: 8 (0412) 221410, e-mail: mps_cvv@ukrnet

Анотація – Розглядається один з варіантів хвилеводно-щілинного випромінювача мм-діапазону довжин хвиль, що складається з косіння прямокутного хвилеводу, частково заповненого діелектриком, у вузькій стінці якого прорізана довга тонка щілина

I                                       Введення

– Напруженість магнітного

Хвилеводно-щілинна антена являє собою хвилевід прямокутного або круглого перерізу, в якому прорізаний ряд щілин [1, 2, 3] Щілини відрізняються за своєю формою, розмірами і розташуванню Одним з різновидів хвилеводно-щілинний антени є поздовжня довга щілину (кілька довжин хвиль), прорізана у вузькій стінці прямокутного хвилеводу [4] Така конструкція широко застосовується в антеною техніці для порушення діелектричної антени і в якості антени [1, 2] У цій конструкції використовується явище переизлучения електромагнітних хвиль у звязаних лініях передачі [5]

II                              Основна частина

Розглянемо випромінювач (рис 1), що складається з прямокутного хвилеводу 1, заповненого частково діелектриком 2, у вузькій стінці якого прорізана тонка довга щілину 3 (ширина щілини менше довжини хвилі) У щілину 3, перпендикулярно широкій стінці хвилеводу 1 введена тонка металева пластина 4 прямокутної форми, яка переміщується вздовж щілини і служить для узгодження хвилеводу 1 зі щілиною 3 У прямокутному хвилеводі 1 поширюється хвиля i / jo, в результаті порушується щілину 3 і енергія з прямокутного хвилеводу випромінюється у вільний простір

Для аналізу явища переизлучения використовується відомий метод звязаних хвиль [6] Получающаяся при цьому система диференціальних рівнянь щодо амплітуд власних хвиль хвилеводу першого порядку і рівняння другого порядку для напруги на щілини [6] може бути просто вирішена При аналізі такого випромінювача зроблені наступні припущення У хвилеводі поширюється тільки хвиля основного типу, в щілини і в хвилеводі втрати енергії відсутні, щілину прорізана в нескінченно тонкій стінці, ширина щілини менше її довжини Вважається, що в такій системі взаємодіють тільки ті хвилі, фазові швидкості яких близькі або збігаються, тому для розрахунку записується система з двох рівнянь для хвиль (хвилеводної і щілинний), що поширюються в одну сторону При цьому хвилі, що біжать в протилежних напрямках осі Z, вважаються неповязаними [6]

Вирівнювання фазових швидкостей хвиль прямокутного хвилеводу і довгою щілини здійснюється шляхом часткового заповнення внутрішньої області хвилеводу діелектриком, а також для узгодження в смузі частот використовується металева тонка пластина, яка вводиться в хвилевід паралельно його широкій стінці Спочатку в міру занурення металевої пластинки частота збільшується, що повязано з витісненням магнітного поля, яке максимально біля бокової стінки хвилеводу У міру подальшого занурення пластинки зростання частоти сповільнюється, і потім вона починає зменшуватися, що викликано впливом електричного поля

У результаті використання методу звязаних хвиль отримано вираз [5, 6] для модуля коефіцієнта відображення, яке виглядає наступним чином:

поля основної хвилі хвилеводу в області щілини і її норма N – коефіцієнт, залежить від геометрії щілини к \ л – хвильове число хвилі в щілини і в хвилеводі Відносні діелектричного

ська і магнітна проникності вільного простору, I – довжина щілини

З виразу (1) видно, що модуль коефіцієнта відбиття залежить від неузгодженості фазових швидкостей ■ зміни величини х і відносної довжини щілини βΐ

Довжина щілини вибиралася з умови відсутності відображень при нульовій расстройке, тобто = О, а х1 = π Як показали розрахунки і проведені експерименти (при Sq = 2,2 / = 24 мм ширина щілини 1,5 мм)

коефіцієнт стоячої хвилі по напрузі становив у смузі частот 26-30 ГГц 1,1 На рис 1 показана діаграма спрямованості хвилеводно-щілинного випромінювача в Н – площині, знята експериментально

III                                   Висновок

в роботі розглянута конструкція волноводнощелевого випромінювача міліметрового діапазону На основі аналізу, виконаного наближеним методом звязаних хвиль, показано, що випромінювач може працювати в широкому поле частот, достатньому для багатьох додатків

Рис 1 Хвилеводно-щілинний випромінювач і його ДН в Н-площині

Fig 1 Waveguide-slotted radiator and its Н-р1апе for a field pattern

IV                           Список літератури

[1] АЗ Фрадін антенно-фідерних пристроїв – М: Звязок, 1977-440 с

[2] АЛ Драбкин, ВЛ Зузенко, АГ Кисле Антеннофідерние пристрою М: Сов радіо, 1974 – 535 с

[3] Проектування фазованих антенних решіток / Під ред ДІВоскресенского – М: Радіотехніка, 2003 -631 С

[4] Декларативний патент на винахід № 56083 А, ною 13/10 ВФ Манойлов ВВ Чухов/Украіна/- Опубл в бюл № 4, 2003

[5] Манойлов ВФ Переизлучение електромагнітних хвиль в хвилеводі з довгою щілиною / / VI 1-а Міжнародна конференція з гіромагнітного електроніці та електродинаміки Тез доповідей – Братислава, ЧССР 1984 – С122-126

[6] Алексєєв BC, Лавренко КФ Звязок електромагнітних хвиль в хвилеводі з довгою вузькою щілиною / / Известия ЛЕТІ – 1979 – Вип 245 – С 7-12

MEASUREMENT OF DISPERSIVE RESPONSES OF WAVEGUIDES WITH DIELECTRIC FILLING

P p Manoylov, V V Chukhov,

Zhytomyr State Technological University

103, Cherniakovsky Str, Zhytomyr, 10005, Ukraine Phone: 38(0412) 22-14-10 E-mail: mps_cvv@ukrnet

Abstract- One kind of waveguide-slotted radiator for millimeter wave range is proposed It consists of a mowing rectangular waveguide with partial dielectric filling that has a long narrow slot

I                                         Introduction

Typical waveguide-slotted antenna consists of a rectangular or round waveguide with a number of slots [1, 2, 3] Slots differ by form, size and positions in common case One kind of these antennas is rectangular waveguide with a long longitudinal slot (several wavelengths) in a narrow wall of this waveguide [4] This antenna is widely used in antenna techniques for excitation of a dielectric antenna

II                                        Main Part

Proposed antenna (Fig 1) consists of a mowing rectangular waveguide 1 with a dielectric plate 2 The narrow wall of this waveguide has a thin long slot 3 (the slot width is lesser than its wavelength) Metal rectangular plate 4 is situated perpendicularly to the wide waveguide wall To match the waveguide 1 with the slot 3 the plate 4 is used, that is moved lengthwise to slot

To analyze this antenna we use method of connected waves [6] As a result, we have a system of differential equations of the first order relative amplitudes of own waves and system of differential equations of the second order relative voltage on slot [6] We made the analysis with next assumptions: main waveguide mode is the only losses in a slot and a waveguide are absent waveguide wall thickness is infinitely thick the slot width is lesser than its length

We calculated that cooperated waves exist in this system, and they have equal speeds only Therefore we must use system that consists of two equations for waves running into one side only Other calculated waves are not connected

To equalize phase speeds of waveguide wave and wave of the slot, we use a dielectric plate This plate and a metal plate are used for matching antenna with the feeder in some wave ranges

We obtained expression for a reflection coefficient by help of

method of connected waves (see eqn (1)), where i / j, jVj – intensity of a magnetic field in the slot region and its norm N – coefficient, that depends on the slot shape до v \ – wave numbers of the slot and the waveguide  –               dielectric and

magnetic permeabilities of free space I – the slot length

Experimental checking of a proposed radiator at 26 – 30 GHz frequency range is made VSWR value at these frequencies did not exceed 11 (at e, = 22 / = 24 mm and the slot width 15 mm) Experimental H-plane for a field pattern is shown at Fig 1

III                                       Conclusion

The waveguide-slotted radiator for a millimeter wave range is proposed This radiator has been analyzed by means of an approached method of connected waves It can work at wide range for many applications

лосу частот, то саме така антена була обрана в якості базової для дослідження впливу профілю бічної сторони на характеристики антени

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р