Дослiдження та розробка хвилеводно-резонаторних систем, створених критичними перерiзами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕР8А8ІШ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

ргб о а

і На правая рціпшисц

КУЛАКОВ ОЛЕГ ВІКТОРОВИЧ

ДОСЛІДЗЄ1ШЯ Тй РОЗРОБКА ХВЙіІЕВОДНО-РЕЗОІІЙТОИІИХ СИСТЕМ. СТВОРЕГИіРКРИТИЧІІЙНН ПЕРЕРІЗАМИ

01.04.03 -- Радіофізика

Автореферат дисертації ка здобцття вченого ступеня кандидата тек і 1чних наук

І

Харків - 1994

Дисертаційна робота є рукопис.

' Робота виконана в Харківському дераавноуул технічному університеті радіоелектроніки і Науковому фізико-гехнологічно-иу центрі Національної академії наук і Міністерства освіти України. ,

Наукові керівники:

- доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки України 0.1. Тереценко;

- кандидат фізико-математичних наук, доцент М.І. П’ятак.

Офіційні опоненти:

- доктор фізико-математичних наук, професор K.M. Горобець;

- кандидат технічних наук М.М. Пренцлму.

Провідна організація - Інститут радіофізики 1 електроніки Національної академії наук України, м.Харків.

Захист дисертації відбудеться " ?.0 " «овтня 1994 р. «4.1 год. на засіданні регіональної спеціалізованої ради К 068.37.02 при Харківському державному технічному університеті радіоелектроніки.

З дисертаціє» моїливо ознайомитися в бібліотеці Харківського деріавного технічного університеїу радіоелектроніки.

Автореферат розіслано CÜiik_1994 p.

Відгук на автореферат (в двох іриарниках. засвідчених гербовом печатное) просимо направл*тилна адресу: ЗІ072в, Харків-726, пр. Леніна. 14. вченонд/секретар» регіональної спеціалізованої ради К 068.37,02. //

Вчений секретар спеціалізованої ради, кандидат технічних наук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

Актуальність. В техніці НВЧ вироко використовуються системи, для описання праці яких застосовується поняття "критичний переріз" (КП). Критичним називається "переріз, який відмежовує при даній »:асіОт1 область розповспдіення якої-не-будь хвилі від області, де вона розповсюджуватися не може" (Каценеленбаум Б.З. Теорії нерегулярних волноводов с медленно меняющимися параметрами.-Іі.: АН СССР, 1961.-215 с. - С.6). Таким чином. КП в хвилево,".! може виконати роль відбиваючої площини. Початково усяке виникнення КП при тих або Інвих збуреннях регулярного хвилеводного тракту (згин, паразитні явища в резонансних вікнах тл Інві) розглядалось як небажане явище. Пізніае КП розпочали створювати навмисно для побудови на їх основі резонансних сисїєм. Зацікавлення до КП обумовлене Існуючою на всіх етапах розвитку техніки НВЧ потребою поліпшення електричних та масогабаритних показників систем,* «о розроблялися. Створення пристроїв на модах, "замкнених" в резонансному об’ємі за допомогою КП. 1 є одним Із мляхів розв’язання цієї потреби (Іестопаяов В.П., Кириленко А.А., Рудь ft.fi. Резонансное рассеяние воли; б 2-х т.-Киев: Наукова думка, 1986).

Метою дисертаційної роботи є дослідження фізичних явищ в елементах НВЧ с КП та розробка на їх основі пристроїв з параметрами, поліпшеними в порівнянні з відомими аналогами: побудова математичних моделей і ефективних алгоритмів розрахунку розроблених пристроїв.

Теоретичні дослідження в дисертаційній роботі здійснюються з використанням методу власних векторних Функцій, методу часткових областей 1 його модифікації, теорії збурення та чисельних методів обчислювальної математики. Інженерні методики розрахунку побудовані на основі методу послідовного перетворення комплексних о л; ^1 в 1 використанні низькочастотних еквівалентних схем.

Наукова новизна роботи визначається наступними чинниками:

І.МІа основі анализ літературних ^джерел 1 в наслідок здійснених досліджень систематизовані та порівнаиі способи одержання КП з метою лобудови резонансних пристроїв НВЧ. Запропонована класифікаці і способів одержання КП.

2. Розраховані діаграми видів коливань ь нерегулярних резонаторах, побудованих на основі конічного хвилеводу з КП. Запропоновано спосіб механічної зміни частота нерегулярних резонаторів. який повирівє їх діапазон перебдави.

3. Розроблено частотно-селективний пристрій НВЧ на загранично-иу хвилеводі з діелектричними вставкам, електричні 1 касогаба-ріітнї показники якого поліпвені у порівнянні з відомими анало-ггаи. Запропоновані алгоритми для його аналізу 1 синтезу.

4. На основі короткого електродинамічного підходу досліджені власні коливання в хвилеводно-діелекгричному резонаторі на основі поперечно намагніченого фериту (ХДРФ) в прямокутному хвилеводі.

5. Вивчені недослідяені раніше власні коливання в хрестоподібному розгалуженні прямокутних хвилеводів з різними варіантами, заповнення його середовищем, що характеризується тензорною величиною магнітної проникіивості. Побудована структура електромагнітного поля, одерааі.1 залежності власних довгі..') хв&ль нижчих магнітних видів кояьвлнь від зміни геометричний розмірів розглянутих варіанти розгалуження 1 електромагнітних параметрів запевнавчого їх намагніченого Фериту. Розглянуті можливі варіанти застосування хрестоподібного розгалуження з намагніченим феритом.

Практична вартість роботи в томь’. жо на основі виконаних дослідаень фізичних явиц в елементах НВЧ з КП розроблені пристрої з КП. параметри яких поліпне*! в порівнянні з відомими аналогами. Побудовані їх математичні моделі та алгоритми розрахунку.

Дисертація є результатом планових досліджень, зо проводилися в Харківському Інституті радіоелектроніки (ХІРЕ) 1 Науковому фізико-технологічному центрі Національної академії наук та Міністерства освіти України (спільно з Харківським держуніверситетом). Розроблений в 3 розл.лі дисертаційної роботи пристрій впроваджений в НДІ прила?,об,щування (м. Іуковський Московської обл.). Результати дисерілції використовуються в навчальному процесі в Харківської*:! державному технічному університеті радіоелектроніки 1 на pail фізичному факультеті Харківського держуніверситету. .

Вірогідність та обгрунтованість о}.е;'жаних в дисертаційній

роботі результатів забезпечується коректною постановкою і рь ■енням задач, цо .чослідаувться, а такоа збігом одеряаннх розв'язків з в Ідом.шн при граничних переходах від систем, шо вивчавться, до вивчених раніве. Вірність теоретичних результатів підтверджується експериментально.

Публікації І спробаціа роботи. Основні положення 1 результати дисертаційної роботи доповідались на науково-технічних конференціях професоргььо-викладацького складу ХІРЕ в 1991-1992 рр.. 3-й Кримській міжнародній конференції "НВЧ-техи1ка 1 сцпутнико-вий прийом" (м. Севастополь, 20-23 вересня 1993 р.).

Матеріали дисертації відобравені в 9 друкованих працях, серед яких 3 статті, 4 депонованих рукописи. 2 тезиси доповідей. Одержано 1 авторське свідоцтво на винахід 1 і позитивне ріжения про видання патенту на винахід.

Структура 1 розиір роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, закінчення, додатки 1 списку використаних джерел. Матеріал викладейий на 173 сторінках, містить 59 малюнків на 32 сторінках. 4 таблиці на З сторінках, 3 сторінки додатку, бібліографів з 176 назв на 17 сторінках.

Основні положенню і результати, що виносяться на захист:

1. Класифікація способів одержання КП для утворення.резонансних систем НВЧ.

2. Спосіб механічної зміни частоти, ко потирає діапазон перебудови нерегулярних резонаторів, створених КП.

3. Конструкція резонансного частотно-селективного пристрою НВЧ з поліпшеними параметрами, у якому КП створюються внаслідок стрибкоподібних змін пеіеречного перерізу хвилеводу І електромагнітних параметрів йшо діелектричного заповнення. Алгоритми аналізу і синтезу цього пристрою. .

4. Вирази для розрахунку власних довіин хвиль . нижчих магнітних видів колилинь ХДРФ в прямокутному хвилеводі-1 хрестоподібному розгачьі-енні прямокутних хвилеводів з усякими варіантами заповнення поперечно намагніченим феритом, в яких КП створюються внаслідок стрибкоподібних змін параметрів феритового заповнення. Залежність цих власних довжин хвиль від зміни геометричних розирів структур, чо досліджуються, і електромагнітних параметрів феритового заповнення.

ЗЙІСТ РОБО'.І!

Я вступі обгрунтована актуальність роапи. сформульована її иета, показана новизна І вірогідність удерваних результатів, викладено короткий зміст дисертації I виділені »сновні прлозекня 1 результати, що виносять« на захист. .

. £ первому розділі систематизовані І порівняні моїлиеі

способи одержання КП для побудови резонансних систем НВЧ.

На основі аналізу літературних дверел I в наслідок здійснених дослідвень запропонована наступна класифікація способів одервання КП:

- плавна зміна поперечного перерізу хьиіеводного тракту;

- стрибкоподібна зміна поперечного перерізу хвилеводного

тракта: .

- плавна зміна електромагнітних парчмеїрів речовини, цо за-иовнжс регулярний хвилеводниЯ тракт;

- стрибкоподібна зміна електромагнітних параметрів речовини, чо заповнює регулярний хвилеводннй тракт.

КП мове бути одерваним 1 при одночасному використанні деяких з виділених способів. •

Дослідвені найпростіві узагальнені вузли, які ілюструють основні способи одеряання КП: конічний хвияевод 1 прямокутний хвилевод, «о звувується в Н-плонинІ, з ізотропним магнітоді-електрнчним заповненням; геометрично регулярний прямокутний хвилевод, електромагнітні параметри і Іротрошшго заповнення якого стрибкоподібно змінюються в деякому перерізі; стик геометрично регулярних прямокутних хвилеводів різної вирини, заповнених різними гіротропнийи середоі.и^аии. Вибір в якості речовини. що заповнює хвилевод, гіркропного середовива (намагніченого фериту) для вузлів з1_ стрибкоподібними змінами параметрів обумовлений тим. цо це наїб;льи узагальнений випадок середовища, чо піддається ворс кг <у електродинамічному аналізу. Результати дослідвень легко зпрокуються для магніто-діелсктрнчного або діелектричного варіантів заповнення хвилеводу, . а такс? мовуть бути узаі и.инені на випадок запов-Ні7ННЛ .ХРИДгЬі'ДУ П->МЄрЄЧНО-ОДНОр.іДНОВ ІчК-Змою. Аналіз вузлів з І.,,т Рг-Г.иг. ! ЛІНІЙКО :-чі нп-гься, здійснюється ме-

тодом власних векторних Функцій (методом інтегрування рівняна Максвела в косокутній системі координат), а вузли, геометричні розміри 1 електромагнітні параметри заповнюючої речовини яких стрибкоподібно змінюються - методом часткових област;А. Усі розрахунки виконані в припущенні відсутності втрат в заповнюючих середовицах 1 ідеальної провідності металевих поверхонь.

Одержані математичні співвідношення для розрахунку модуля і фази коефіцієнту відбиття заданого типу хвилі від КП. а такої розподіл полів в ндйпр>)стіних узагальнених вузлах, цо досліджуються. В усіх випадках в однохвильовому наближенні модуль коефіцієнта відбиття дорівнює одиниці, а фаза визначається способом одержання КП.

Виконані дослідження виявили особливості аналізу систем, побудованих на осноьі розглянутих найпростіших вузлів. Для задач з межами поділу гіротропних середовиж в процесі переходу від системи функціональних рівнянь до системи лінійних алгебраїчних рівнянь необхідно застосовувати умову 'Оіортогональ-ності, яка Істотно відмінна від умови ортогональності хвиль в лінії передачі з Ізотропним заповненням. Іляхом симетричного вибору системи координат в структурах зі стрибкоподібними змінами параметри можливе зведення задачі аналізу до розв’язку системи ліьійних алгебраїчних рівнянь 2-гр роду. Висом, швидкість збігання таких систем спрощує процес аналізу. При цьому, однак, необхідно фізично обгрунтовувати введення симетричної системи координат (для задач з межами поділу гіро-тропних середовиж це математично доводить до втрати зв’язку між парним)' 1 непарними типами хвиль).

В другому руділі досліджуються власні коливання в нерегулярних системах на приладі резонаторів, побудованих на основі конічного хвиле^о-у г КП. .

Систематизовані умови Існування власних електричних 1 магнітних видів ковзань 1 побудовані діаграми ридів коливань конічного 1 симетричного біконічного резонаторів, заповнених ізотропним середовищем. Власні довжини хвиль деяких видів коливань резонаторів, жо роглядаються, співпадають. Для магиітних видів коливань це має місце при однакових поперечних Індексах і поздовжніх Індексах, зв’язаних співвідношенням Рб=2*Рк, а для електричних видів коливань - прн знову ж одна-

І.оНІХ поперечних ІНДеКГ'ІХ 1 ПОЗДОВЙНІХ, зв’язаних СПІВВІДНО-ненмям Р0=2*Рк-1. Г.цнеріеи правильності одеряаних резулітатів РВа*аЄ1Ьі:Я бЄ?уКОІ)НЄ відокремлення видів коливань, які вирод-іадньс.я в регулярних резонаторах. .

Побудована структура електромагнітного поля ниячих азнку-гальнч-однорідних видів коливань кон'чного 1 симетричного 61-конічного резонаторів. І\ обох випадках в закритичній облас--1 аянчітуда поля зменшується досип, швидко. так цо кінці нерегулярних частин резонаторів иоклива ¿алииаги відкритими. ,

Розрахована власна добротніїть ниичих азимутально-однорідних видів коливань резонаторів, що розглядаються, з повітряним заповненим. Порівняння з регулярними циліндричними резонаторами виявило, що власна добротність конічного резонатора виче власної добротності циліндричного резонатора. Сласна добротність симетричного 01 конічної о резонатора, в свою черіу, нице власної добротності конічного резонатора. Запропонований спосіб підвищення власної добротності нерегулярних резонаторів з циліндричною регулярною частиною за рахунок виконання нерегулярних частин у вигляді нанівсфер.

Розглянуті Існуючі способи частотної перебудови нерегулярних резонаторів з ¡:П. fía основі аналізу розподілення електромагнітного поля запропоновано спосіб механічної зміни частоти, по розиирюе діапазон нерчіудо-м до 13 %. Для- цього в біконічному резонаторі як робочий вибирається Е(мг вид коливань, елемент, який.перебудовуй, виконується у вигляді металевого с-гривня діаметром 0,19 - 0,21 максимального діаметру резонатора 1 переміщується в середині резонансного об'єму в за- і Некритичній областях ч^рез отвір, виконаний в одній Із заі.рити-чних областей (мал. І). Обмеження на діаметр стрияня, який перебудовує, обумовлене Істотним його внливі'Ч на величину навантаже-Я'-‘ї добротності резонатора. На мал. 2 іимдено екснеричечіальні . иереСуцовкІ зал^яносгі < залежності. н"р«»нан»ї власної частоти від їлибини d занурення в резонансний об’єм металевих стрижнів різного діаметру Г.*г). Теоретичний опис поведінки.системи, цо м»иіід-<ує ться, пгнпнаний на Формулах теорії- збурення.

Г> третьому розділі дог піддується мокливість пол.іпвення ¡і, ! і,; к ичн-1-v •-■Лєктивнн/; пристроїв на затранични* хміле-

і ■ І-1 ■■ - я 11 гес r^tíí-'dHfi. Ц»Н‘. Трукція рйзгіндщН"ГО

$<Р Зо 5*р>1

Кал. і

Перебудовні залевності при збуренні Е0(2. виду коливань симетричного біконічного резонатора

Фільтруючого пристрою НВЧ, ио являє собою відрізок прямокутного упилеводу з діелектричними варами (хвилеЕодно-дІелбктрични-*и. ргзонаторами СХДР )), поділеними загр-чничними для основної хгилі областями зв’язку певної доввини. Резонансний об’єм кої-ноги ХДР обмежується двома КП, які виникніть при стрибкоподібних змінах величини діелектричної проникливості, Лоліпвення електричних параметрів пристрою (в першу чергу, зменшення втрат в смузі пропускання до рівням 0,2 ± 0,5 дБ) в порівнянні з відомими аналогами досягнено за рахунок використання як діелектрика монокристалічнот лейкосапфіру, цо володіє найменшими втратами помів діелектриками, та введення си-метричких проміжків мі* широкими стінками хвилеводу і резонув-чикч вкладниками. що збільвупть власну добротність ХДР (мал.З).

11а основі методу перетворення комплексних опорів розроблено два варіанти алгоритмів інженерного аналізу запропонованого пристрою. В першому варіанті використовується штучний засіб: відрізок частково заповненого діелектриком з певно»

діелектричною проникливіств хвилеводу, б якому розповсюджується основна хвиля, замінюється на відрі,-¡ок хвилеводу таких ке розмірів, тільки повністю заповнений діелектриком з ефективною діелектричною проникливість, в я'сочу розповсюдвується основна хвиля Нч0 Це. дає можливість застосувати відомі методи аналізу Фільтрів з повним діелектричним ^аг.овненям поперечного перерізу ХДР. Еквівалентна діелектрична проникливість визначається теоретично або експериметально. Другий варіант аналізу оснований ка точних виразах для стс.лої розповсюдяення основної парної їй ^ хвилі трьохиаривего хвилеводу і його хвильовогу опору, який виведено в дисбрта’іійній роботі. Такоя побудовано алгоритм синтезу запропонованого пристрою, який вміщує процедуру визначення ступеню зачовнення хвилеводу діедєктрикои, во відповідає максималоній добротності ХДР, 1 послідовність розрахунку поздовякіх геометричних розмірів, яка основана на використанні низькочастотної еквівалентної схеми. Як 1 при аналізі розроблено два варіанта синтезу, перший з яких передбачає використання еквівалентних параметрів, а дру-*ий побудовано на точних виразах. Ці -лгоритми реалізовані у г- иг лад і комп'ютерних програм, які до-воляьгь з достатньою для .v.unHfï х'іи. точністю здійснювати автоматизоване проекту-

Фільтрувчнй пристрій

1

0 'А 1 'А

) 'А 'А А

ІА

А-А

'А

її

Мал. З

ЙЧХ фільтруючого пристров

і і

ьання частотно-селективного пристрои з КП за заданою амплітудно-частотною характеристикою (АЧХ).

На основі запропонованої конструкції з допомогою програй аналізу 1 синтезу розроблено широкосмуговий фільтр (ширина смуги пропускання 3.6 У. на рівні - 1 дБ), який працює в чо-тирьохсантиметровому діапазоні довхин хвиль. Для налагодкення фільтру над коїним резонансним елементом вводився металевий гвинт, зиіноп глибини занурення якого компенсувався розкид власних частот діелектричних вкладинок. За своїми електричними (рівень втрат в смузі пропускання не більше 0,3 дБ) і масога-баритними показниками Фільтр перевершує свій аналог більше ніш в два рази. На мал. 4 наведено теоретичну (суцільна лінія) і одеріану експериментально АЧХ широкосмугового Фільтру. На цей Фільтр розроблена конструкторська документація. Вилучена дослідна партія фільтрів в кількості семи одиниць, яка пройшла випробування 1 здана ВТК.

Реалізувати подібну частотно-селективну систему на круглих хвилеводах для роботи в одномодовому реаіимі утруднено в зв’язку з поляризаційною нестійкістю при роботі на хвилі основного типу 1 необхідності застосування спеціальних методів збудшення високодобротних видів коливань.

В четвертому розділі дослідшуються власні реиими .коливань хвилеводних розгалушень з КП. Як середовище, що заповнює роз-галуїення, вибрано намагнічений ферит, що є найбільш загальним випадком середовища, яке підлягає шорсткому електродинамічному аналізу.

Попередньо, в якості ключової, методом часткових областей розв'язана задача про власні коливання ХДРФ в прямокутному хвилеводі, -яка, як показав аналіз літературних дкерел, не має до цього часу однозначного рішення. Особливістю запропонованого варіанту рішення є застосування шорсткої умови біортогональ-ності хвиль в лінії передачі з гіротропним заповненням. ХДРФ, що дослІдшується, являє собою відрізок прямокутного хвилеводу, заграничного для основної хвилі, в якому розміщено поперечно (вздовш осі у) намагнічений феритовий паралелепіпед довшинов

I, який повністю заповнює поперечний переріз хвилеводу (див. вставку на мал. 5). На ділянці заповненого хвилеводу мошливе І'їНІЮбСЮДіїеННЯ ХВИіі 1 ОСНОВНОГО ГИІІЦ. На пал. 5 наведено теоре-

Перебцдовні залеяності для Ш¥

О 0.2 0.4 0.6 0.8 „/-'м,/

Мал.5

Хрестоподібне розгалуїення прямокутних хвилеводів

гичні перебудовні залежності (залеіності нормованої власної довжини хвилі нижчого магнітного виду коливань від величини ефективної магнітної проникливості ) при різних

співвідношеннях геометричних розмірів 1/а ХДРФ (ферит марки ЗСЧ6). При певному значенні параметру відбувається перехід власного нижчого магнітного виду коливань від режиму хвиль, «о розповсвджуються (праворуч від кривої = О , характеризується дійснов величиною сталої розповсвдження хвилі основного типу на ділянці хвилеводу, що заповнений феритом), до режиму поверхневих хвиль (ліворуч від кривої . характеризується уявною величино»

сталої розповсвдження. поле описується гіперболічними Функціямі). В пераому випадку резонансний об’єм обмежується металевими стінками хвилеводу и двома КП. які розташовані на межах поділу ферит-повітря. Частотна перебудова здійснюється за рахунок зменвення ефективної електричної довжини Феритового заповнення при зміні . В режимі поверхневих хвиль КП зникають. Числені дослідження показали, *о обмежуватися однс-хвильовим наближенням, як це має місце для ХДР, в цьому випадку неможливо, через те, цо воно не враховує виникавчого в зовнішньому магнітному полі міжмодового зв’язку між парними і непарними видами коливань. В результаті, при малих (ве-

ликому зовнімнену магнітному полі) чисельно не підтверджується наявність поверхневої феритової хвилі. '

Для дослідження власних коливань в хвилеводних розгалуженнях використовувався метод часткових областей з виділенням -області зв’язку, в якої поле подається у вигляді суперпозиції полів Парціальних хвилеводів. Одержані вирази для розрахунку власних довжин хвиль нижчих магнітних видів коливань 1 побудована структура електромагнітного поля в наступних модифікаціях ‘хрестоподібного Н-плоцинного розгалуження заграничних прямокутних хвилеводів (мал.6):

1) відкрите розгалуження з поперечно (вздовж осі у) намагніченим феритовим паралелепіпедом в області зв’язку хвилеводів ( ¿-О, с --*-оо );

2) розгалуження з поперечно намагніченим феритовим паралелепіпедом в області зв’язку хвилеводів І металевими коротко-замикачами в хвилеводі жиринов Ь ((1-0, а < с < со );

Л) відкрите розг.алуяення, з нескінченним поперечно намагніче-нкд феритовим стрижнем, що повністю заповнює хвилевод вирином

ь ((} —оо , С — ►<» ); .

4) відкрите розгалуження зі скінченним за довяинои поперечно намагніченим феритовим паралелепіпедом в хвилеводі ииринои Ь СО < й <«5о , с -—со ). .

На мал. 7 наведені теоретичні перебудовні залежності для.роз-галуяення 1), а на мал. 8 - для розгалуження 2). Пунктиром нанесена крива ( що ілюструє момент переходу хвилі,

хвилеводного типу (праворуч від кривої) в поверхневі хвилі (ліворуч від кривої) в хвилеводі виринаю а. Нижче коливання відкритого симетричного розгалуження при будь-яких має місце *

в області заграничності відрізків хвилеводів, до заповнені феритом. Поява несинетрії, починаючи з деякого значення -~-,-приводить до того, що хвилевод з феритом ииринои а перестає бути заграничнин і на меяах поділу ферит-повітря з'являються КП (хвилевод з феритом вириною Ь заливається заграничниа). Поява металевих короткозамикачів, також, починавчи з деякого значення с, спричиняє виникнення КП. Характер перебудови власної довяини хвилі ниічого «агнітного виду коливань ХДРФ 1 характер перебудови власних довжин хвиль ниячих магнітних видів коливань усіх варіантів хрестоподібного розгалуяення з феритом -подібні.

Як і для ХДРФ. при ¡порахунках тут немояливо обмеяуватися однохвильовим наближенню, особливо при малих значеннях параметру •

Використання жорстым ■> методу розрахунку . ХДРФ дозволяє уточнити процедуру аналізу 1 синтезу пристроїв, які електрично перебудовуються та побудпвані на основі. ХДРФ, а такоя застосувати ХДРФ для контролю і визначення параметрів .намагн1чених> • Феритів методом ХДР. Хрестоподібне розгалуяення .прямокутник, хвилеводів.з Феритом в режимі власних, коливань, як І.ХДР.О. по- ' яе бути використане длч створення частотногселективних прист-,, роїв та установок .контролі І вимірювання параметрів матеріалі,».

'До перераг розгалуяення ■ ід віднести просту механічну 1 електричну перебудову частот»', можливість вільного доступу в - р*»-чо -. нангну область через візите ьідгалуїечмя заграни^них. ¡»бик-родів без випромінювані*- >іВЧ *и*-рг і ї в чоьиївній пр-;иІР •. Нагішгодчі відьма нетпд.-'-. вик >.[.*<• ї{ "-‘ гс>п■ ді

Перебцдовні залеяності для відкритого хрестоподібного розгалувення

Перебудоані залевності для короткозамкненого хрестоподібного розгалувення

1С

лулення як комірки для контролю 1 вимірювання параметрів діелектричних, магнітодіелектричних І ненамагнічених феритових матеріалів. Проведені дослідження дозволяють застосувати роз-галуяення 1 для контролю та вимірювання параметрів намагніченого фериту. Контроль параметрів базується на вимірюванні власної частоти розгалувення зі зразком, цо дослідвується, 1 порівнянні її з еталонною. Вимірювання параметрів здійснюється методом двох товщин. Похибки вимірювання параметрів визнача-аться багатьма причинами (відповідність розмірів розгалувення 1 феритового зразка, неоднорідність зовнівнього магнітного поля і інві) 1 не перевищують 10%. Використання з цією метою аналога розгалувення прямокутних хвилеводів для хвилеводного тракту круглого поперечного перерізу - розгалувення круглого 1 радіального хвилеводів - утруднене через необхідність створення складної магнітної системи, яка повинна забезпечувати поздовяній напрям підмагнічування (труднощі пов’язані з наявністю радіального хвилеводу).

В закінченні сформульовані результати 1 висновки дисертаційної роботи.

В додатку наведені акти впровадаення результатів дисертаційної роботи.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ

-- запропоновано класифікацію способів одервання КП для створення резонансних систем ІШЧ на їх основі;

— систематизовано умови Існування власних коливань I розра-

ховані діаграми видів коливань нерегулярних резонаторів, побудованих на основі конічного хвилеводу з КП; .

— розглянуто Існуючі способи частотної перебудови нерегуляр-

них резонаторів, створених КП; запропоновано спосіб механічної зміни частоти, який повирює діапазон перебудови до Ш: '

— розроблено конструкцію резонансного фільтруючого пристрое

~ з поліпвеними параметрами, в якому КП утворюються при стрибкоподібних змінах поперечного перерізу хвилеводу 1 електромагнітних параметрів діелектрика, чо його заповнвє; побудовано алгоритми аналізу та сичт^у цього пристрои; _

— в жорсткій постановці вирівено задачу про гласні кот-лич

ХДРФ в прямокутному хвилеводі, резонансний об’єм якого обмеаю-ннй КП, що виникають в результаті стрибкоподібної зміни електромагнітних параметрів феритового заповнення хвилеводу;

— дослідкено власні коливання в хрестоподібному розгалуиенні прямокутних хвилеводів з намагніченим феритом 1 його модифікаціях; розглянуто моїливГ варіанти їх практичного застосування.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Терещенко А.И., Кулаков О.В. Увеличение добротности нерегулярних предельных резонаторов//Известия вузов. Радиоэлектроника.-1991 ,-Н 10.- C. 02-65.

2. Кулаков О.Б., Терещенко А.И., Гладких Г.Г. Перестройка предельного резонатора продольным металлическим стерпнем/ Харьк. ин-т радиоэлектрон.- Харьков, 1992.-18 с.-Деп. в УкрИНТЗИ 12.02.92, N 138-Ук92.

3. Кулаков О.В. Расчет параметров нерегулярных предельных ре-зонаторов/Харьк. ин-т радиоэлектрон.-Харьков. 1992.-21 с.-Деп. в УкрИНТЗИ 29.04.92, N 538-Ук92.

4. Кулаков О.В., Пятак Н.И. Синтез полосовых Фильтров СВЧ на основе ВДР из лейкосапфира. Часть 1. Оптимизация диэлектрического заполнения ВДР/Харьк. госуниаерситет.-Харьков,1993,-14 с.-Деп. в УкрИНТЗИ 10.01.93, N И-УкЭЗ.

5. Кулаков О.В., Пятак Н.И. Синтез полосовых фильтров СВЧ на

основе ВДР из лейкосапфира. Часть 2. Расчет геометрических размеров/Харьк. госуниверситет.-Харьков, 1993.-18 с.-Деп. в УкрИНТЗИ 10.01.93, N 15-Ук93. .

G. Кулаков О.В. Расчет параметров нерегулярных предельных ре-зонаторов//Материалы 3-й Крымской конференции "СВЧ-техника и спутниковый прием".- Севастополь, 1993.-Т. 4.-С. 487-491. ?, Пятак Н.Й., Кулаков О.В., Мизерник В.Н. Собственные колебания намагниченного ферритового образца в крестообразном ■ волноводном разветвлении//Натерналы 3-й Крымской конференции "СВЧ-техника и спутниковый прием".-Севастополь, 1993,-Т. 4.-С. 495-499.

8. Пятак Н.И., Кулаков О.В. Собственные колебания поля намагниченного ферритового резонатора в крестообразном волноводном разветвлении//Иььестия вузое. Радио электроника.-1994,-Н 10.

9. Кулаков 0.В., Пятак Н.И. Электромагнитные колебания поперечно намагниченного ферритового параллелепипеда в прямоугольном волноводе//Известия вузов. Радиоэлектроника.-1994.-Н 12.

10. А.с, Н 275664/Н.И. Пятак, А.А. Орленко, В.й. Коробкин, 0.В, Кулаков, fl.fi. Гузаиров, А.В. Дермавин. Приоритет от 06.02.87. .

11. Поло*ительное решение от 24.09.93 (форма N 01ИЗ,ПН-93) о

выдаче патента РФ по заявке Н 4950672/09/054759. Перестраиваемый предельный резонатор/ О.В. Кулаков, А.И, Терещенко. Приоритет от 27.06.91. .

Підписано но лцуку 08.08.94 Обсяг 1,5 печ.л. Уч.видання л.1,25

Фовмаг папіпа 60x84 ■Тлиая 100 екз.

Л^каспя УДВМ, ¡^.Московський, J5I