Электромагнитные взаимодействия волн (колебаний) в неоднородных твердотельных резонансных структурах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

РГЗ од

ИНСТИТУТ РАДИОФИЗИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ

На правах рукописи ХАРЬКОВСКИЙ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВОЛН (КОЛЕБАНИИ) В НЕОДНОРОДНЫХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ СТРУКТУРАХ

Специальность 01.04.03 - Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Харькоа-1993

Диссартация оформлена на правах рукописи.

Работа выполнена в Институте радиофизики и электроники Академии наук Украины, г.Харьков.

Официальные оппоненты:

1. Доктор физ.-мат. наук, профессор Хижняк Николай Антонович.

2. Доктор физ.-мат. наук, профессор Дмитриев Виталия Михайлович.

3. -Доктор физ.-мат. наук,, профессор Гордаенко Юрий Емельянович.

Ведущая организация - Киевский госунивзрситет им.Т.Г.Шевченко,

Защита состоится ¿ргбралХ 1994 г. в /5"~ часов на заседании специализированного совета Д 016.64.01 в Института радиофизики и электроники АН Украины (310085, г.Харьков, ул. Ак. Проскуры, 12, актовый зал).

С диссертацией можно ознакомиться в научной б!Шиотеюе ИРЭ АН "Украины по адресу.- г.Харьков, ул. Ак.Проскуры, 12.

Автореферат разослан

№ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор физ.-мат. наук

К.А.Лукин

-3-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В развитии радиофизики и электроники четко прослеживается тенденция к освоению новых частотных диапазонов и стремление к интеграции алиментов, устройств и целых систем. В настоящее время интенсивно ведется освоенш диапазонов электромагнитного спектра, характеризуемых миллиметровыми и субмиллиметровыми (км и субмм) длинами волн, что гложет оказать существенное влияниа на развитие фундаментальной и прикладной науки. Перспективное направление по созданию элементной базы, адекватной этим' диапазонам, связано с использованием открытых твердотельных {диэлектрических, полупроводниковых и др.) волноводов и рэзонаторов. Одним из практических приложения этого направления мокют быть создание диэлектрических интегральных схем (ДЙС) и объемных интегральных схем (ОИС) км и субмм диапазонов, выполняющих функции преобразования и обработки ВЧ сигнала и состоящих из связанных элементов; При этом необходимо учитывать, что функционирование открытых интегральных устройств и схеи осуществляется в виде непрерывного процесса преобразования волн неоднородными электродинамическими структурами с формированием сложных пространственных структур электромагнитных подай, которые в процессе работы систем могут существенно перестраиваться [1*з. Возникающие здесь задачи требуют развития исследований физических явлэний в открытых структурах.

Ключевой проблемой развития интегральной техники мм и субмм диапазонов радиоволн является поиск и разработка эффективных активных устройств, физически и технологически сопрягаемых с ее базовыми аяэшнтами. Малые размеры и низкий кмшданс существующих активных элементов 'т диапазона (диодов Ганна, ЛЦЦ), открытый характер структур приводят к существенным потерям энергии на ненаправленное излучение волн в свободное пространство с места их включения.

Боже слошая проблема связана с отсутствием активных твердотельных элементов субмм диапазона, которая требует поиска и исследования новых механизмов генерации колэбаний этого диапазона.

Указанным проблемам посвящэно значительное число работ. Однако многие задачи остаются нерешенными. Анализ показывает, что к ним необходим комплексный подход, основанный на их взаимосвязи. При этом на первый план выходят задачи исследования взаимодействия волн (колэбаний) в неоднородных резонансных твердотельных структурах. Постановка исследований пря таком подходе позволяет целенаправленно выделять из мноаэства нерешенных электродинамических задач та.

решение которых открьвает новые возможности генерации колебаний мм и субмм диапазонов радиоволн, и решать их совместно. Так в настоящее время далеко не полностью изучены свойства объемных и поверхностных волн в различного рода слоистых диэлектрических и полупроводниковых, резонаторах. Нет детального исследования взаимодействия волн диэлектрического волновода (ДВ> и волн цилиндрических квазиоптических диэлектрических резонаторов (КДР) при наличии в них или в самом волноводе неоднородностег. - Недостаточно изучено взаимодействие волн (колебаний) в системах КДР с неоднородной распределенной связью, в многомодовых КДР. Здесь не исследованы резонансная перестройка колебаний, швдутиповые колебания. Нз использованы уникальные свойства КДР для электромагнитной связи их с активными элементами мм диапазона с цэлью создания генераторов, удовлетворяющих требованиям гибридно- интегральной технологии. Не решена щэоблема создания эффективных генераторов на ДВ, существующая из-за открытости структуры и излучения волн в свободное пространство активным элементом. Не рассмотрены конкретные задачи шрстакгивных механизмов нэустойчивостей электромагнитных колебаний для создания активных элементов субмм диапазона. В основном для решения этих задач необходимы экспериментальные исследования.

Таким образом, исследование электромагнитного взаимодействия волн (колебаний) в неоднородных резонансных ' твердотельных структурах представляет несомненный интерес и является актуальным как с физической, так и с практической точек зрения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: экспериментальное исследование и теоретическое моделирование явлений электромагнитного взаимодействия волн (колебаний) в неоднородных распределенных твердотельных резонансных структурах, которые включают в себя исследования электродинамических свойств таких структур и провэдзниэ на основе разработанного единого подхода экспериментального исследования возможностей генерации электромагнитных" колебаний миллиметрового диапазона длин волн полупроводниковыми диодами в неоднородных квазиоптических твердотельных резонансных структурах, а также теоретическое исследование взаимодействия волн пространственного заряда потоко&а заряженных частиц с плазменными колебаниями тонких полупроводниковых слоев.

НОВИЗНА РАБОТЫ, Исследования, проведенные в диссертационной работа, позволили получить новые физические представления об электродинамических свойствах широкого класса неоднородных

рззонанскых твердотельных структур» как пассивных, так и с активными элементами, предложить новые подхода к созданию твердотельных генераторов на диэлектрических волноводах и резонаторах.

В диссертации получены следующие новые результаты.

1. Построены теоретические модели планарных слоистых и цилиндрических радиально-слоистых твердотельных резонаторов с высшими типами колебаний, при этом

а) показано, что в структуре голупроводти-диэлектрик-полу-проводник минимальная фазовая скорость поверхностных волн может бьггь в несколько раз меньше, чем на одной границе раздела полупроводник-диэлектрик ,

б) установлено, что поверхностная волна на внешней границе и волноводная мода внутреннего слоя пятислойноа полупроводниково-диз-лэктрической структуры могут резонансно взаимодействовать с образованием гибридной волны,

в) определена аналитическая связь между величиной расщепления резонансных частот гибридных колебаний слоистых структур, и их параметрами.

2. Проведены комплексные исследования колебаний высшего порядка и их резонансной перестройки в неоднородных распределенных резонансных структурах, в результате которых:

а) обнаружен эффект восстановления вырождения азимутальных колебаний в дисковом резонаторэ с несколькими локальными неодаородностями и определена связь его с их количеством, взаимным расположением и азимутальным индексом колебаний,

б) установлены особенности взаимодействия волн диэлектрического волновода и дискового диэлектрического резонатора вблизи режима их критической связи, в условиях взаимного возмущения при выполнении резонаторов как из изотропных материалов, так из анизотропных с отклонением оси анизотропии от оси диска,

в) -показана возможность' целенаправленного формирования аксиального распределения шля азимутальных колебаний цилиндрических резонаторов без существенного увеличения радиационных потерь энергии путем деформации их образующей,

г) опредэлэны особенности взаимодействия (мевдутаповоа связи) колебаний высшего порядка, рассмотрены способы его устранения как за счет взаимной коигансации нескольких неоднородеостея, так и путем самокомпвнсации одной распределенной неоднородности,

д) обнаружен и проанализирован зффэкт периодического пространственно-частотного разделения полей меадутиповых колебаний,

е) изучена динамика резонансной трестройки азимутальных колебаний бегущих волн вблизи точек совпадения их резонансных частот при изменении величины связи с возбуждающим дизлзктрическш волноводом,

ё> определены в рамках геомвтрооптичэского приближения зависимоста параметров системы "диэлектрический волновод- дифракционная рететка-квазиоптический диэлектрический резонатор" от длины волны для обеспечения резонансной связи по каналам туннелирования и (или) дифракционного излучения волн; экспериментально исследованы 'эти каналы,

ж) установлено, что частотная зависимость эффективности возбуждения цилиндрического резонатора имеет минимум при нормальном излучении волн решеткой, который обусловлен конечным аксиальным размером резонатора,

з) показано, что система концентрических колец на поверхности радиального диэлектрического волновода преобразует его направляемые волны в объемные в ввде аксиальносимметричного волнового пучка,

к) предложены новые типы открытых твердотельных резонаторов, интегральных устройств с новыми функциональными возможностями. 3. На основе проведенных исследований неоднородных резонансных структур предложен и развит квазиоптический подход к созданию эффективных генераторов колебаний мм диапазона длин волн на диэлектрических волноводах и резонаторах, удовлетворяющих требованиям гиЗридно-интегральной технологии.-

а) разработаны физико-технические основы генераторов с открытыми квазиогггичэскими диэлектрическими резонаторами с использованием принципов интегральной оптики и с учетом особенностей мм диапазона радиоволн и его элементной базы,

б) получены когерентная генерация, взаимная синхронизация колебаний и суммирование мощностей диодов Ганна в макетах разработанных генераторов, показывающие перспективность выбранного подхода, .

в) обнаружен и проанализирован режим двухчастотноа генерации колебаний с близкими частотами,

г) показана возможность уменьшения потерь энергии на излученкз вола с места включения диодов в даэдэктрическиа волновод при одновременном повышении спектральных и энергетических характеристик выходейго сигнала с помощь» празаенных резонаторов путем

формирования ра спрз деленной обратной связи по каналам дифракционного излучения и туннелирования волн,

д) предложены новые типы генераторов на диэлектрических волноводах и резонаторах (генератор асинхронных частот, генераторы-сумматоры, генераторно-излучавдие модули).

4. Развита теория пучковоя неустойчивости плазменных волн в тонком полупроводниковом слое и предложена методика постановки эксперимента по ее обнаружению и исследованию.

НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные в диссертационной работе результаты и сделанные обобщения углубляют наш представления о фундаментальных эдэктроданамичвских явлениях в неоднородных резонансных твердотельных структурах, как пассивных, так и с активными элементами, и поэтому представляют обдефизическиа интерес.

Практическая данность диссертации состоит в том, что ее результаты имеют прямой выход в область эксюршентальных исследований и технических приложений. В хода работы предложэны к исследованы ноше типы неоднородных твердотельных резонаторов, генераторов, которые могут быть основой для разработки и создавая квазиоптической интегральной техники км и субмм диапазонов длкв волн, включающей активные устройства. Возможности этих элементов и устройств показаны в предложенных интегральных устройствах для исследования материалов. НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Результаты комшюксного исследования колебаний высшего порядка и их взаимодействия (резонансной перестройки) в неоднородных диэлектрических резонансных структурах.

2. Анализ и результаты исследования распределенной связи диэлектрического волновода и квазиогггических диэлэктрических резонаторов в вида цилиндров, призм по каналам дифракционного излучения и (или) туннелирования волн.

3. Теоретические модели иланарных слоистых и радаально-слоистых твердотельных резонаторов с колебаниями высшего, порядка, включаодиэ аналитический зависимости спектральных характеристик гибридных (междутиповых) колебаний от насгактралъных параметров.

4. Квазиогггический подход к проблеме создания эффективных генераторов на диэлектрических волноводах и резонаторах, физико-технические- основы диодных генераторов с квазиохшяесккни диэлектрическими резонаторами и результаты их" исслз давания.

5. Результаты теоретического исследования пучковой неустойчивости

плазменных волн в тонком полупроводниковом слое на основе механизма переходного излучения.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Основные результаты диссертационной работы докладывались автором на.-

Всесоюзном семинаре "Электронные процэссы в двумерных системах" (Новосибирск, 1982), XI Всесоюзной научной конференции "Электроника СВЧ" (Ордаоникидав, 1986), II Всесоюзной школе-семинаре "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниковыми и полупроводниково-диэлектрическими структурами" (Саратов, 1983), I Всесоюзной научно-технической конференции "Устройства и метода прикладной электродинамики" (Одесса, 1888), Всесоюзной научно-технической конференции "Проектирование радиоэлектронных устройств на диэлектрических волноводах и резонаторах" (Тбилиси, 1868), III и IV Всесоюзных научно-технических конференциях "Математическое моделирование и САПР радиоэлектронных систем СВЧ на обЪэмных интегральных схемах (ОИС)" (Суздаль,1889, Волгоград,1991), Всесоюзной школе по электродинамика периодических и нерегулярных структур (Ордаониквдзе, 1889), I Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы технологии композиционных материалов и радиокомпонентов в микроэлектронных информационных системах" (Ялта, 1990), XII Всесоюзной научно-технической конференции по неразрушакщзму контролю (Свердловск, 1990), Всесоюзной научно-технической конференции "Твердотельная электроника СВЧ"(Киев, 1990), I Украинском симпозиуме "Физика и техника км и субмм радиоволн" (Харьков, 1991), школе-семинаре МГУ "Физика и применение микроволн" (Красновидово Московской обл., 1991, 1993), Межведомственной научно-технической конференции по приборам, технике и распространению радиоволн (Харьков,1992), Всесоюзном научном семинаре по электродинамике периодических и нерегулярных структур при секции НТО РЭС им. A.C. Попова (Москва, 1992), Научных сессиях Республиканского Совета по физике и технике мм и субмм волн (Долгое Львовской обл. ,1989, Харьков, 19Э0), Ученом Совете ИРЭ АН УССР (Харьков, 1989).

Кроме этого результаты, вошедшие в диссертацию были представлены на Vil Int.Conf.on Infrared & Millimeter Wave (Marseille,France,19B3), Int.Conf."Millimeter Wave & Far-Infrared Technology", Beijing,C3iina, 1992), XXIV Gensrál Assembly of the International Union of Radio Science (Kyoto,Japan,1993), а ТЗКЖ0

вошли в отчеты по НИР "Теоретическое исследованиэ высокочастотных свойств тверда тел" (шифр Спектр-4, 1885) и "Теоретическое и,

зкспериментальное исследование высокочастотных свойств твердых тел" (шифр Спвктр-5, 1990).

ПУБЛИКАЦИИ. Результата диссертации опубликованы в 62 научных публикациях, включающих 29 основных публикаций [1-29] и 10 описаний авторских свидетельств на изобретения [30-39].

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИЙ. Работа состоит из введения, восьми глав, заключения и списка литературы. Она содержит 305 стр. основного текста, 65 стр.рисунков, список литературы из 243 наименований на 26 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, сформулирована даль работа, кратко изложено содержание диссертации. Приведены основные положения и нойые результаты, выносимые на защиту.

Основной текст диссертации разделан на дав части, охватывающие результаты экспэриментального исследования и теоретического моделирования электродинамических свойств неоднородных распределенных твердотельных резонансных структур.

Первая глава является в основном вводной к работе. В раздела 1.1 на основе единого волнового подхода рассмотрены теоретические идеализированные модели диэлектрических и полупроводниково-диэлэктрических слоистых волноводов и резонаторов, которые используются в экстриментальных исследованиях данной работы и перспективны в коротковолновой части т и субмм диапазонах длин волн. Проведен анализ дисперсионных уравнения пленарных трех- и пятисложных структур с предельными переходами к тонким полупроводниковым слоям в диэлектрической среде и к модели двумерного электронного газа [1,2]. Показано, что в структуре полупроводаик-дааюктрик-полупроводник с тонким диэлектрическим слоем могут существовать слабозатухающиэ волноводные и поверхностные волны, причем минимальная фазовая скорость последних может быть в несколько раз кеньве, чем на рдной границэ раздела полупроводник-диэлектрик. Резонансные колебания рассмотрены в пяанарных твердотельных структурах, расположенных между плоскими зеркалами, , (раздел 1.2) и в радиально-слоистах диэлектрических резонаторах (раздел 1.3) [3-8]. Исследовано взаимодействия колебаний отдельных (парциальных) слоев, динамика которого может быть представлена как резонансный переход от независишх парциальных кодзбаниа структуры в нормальным через режим гнЗридиых колебаний. Определена

аналггическая связь между величиной расщепления резонансных частот гибридных (поверхностно-волноводных) колебаний и параметрами структуры. В открытых радиально-слоистых диэлектрических резонаторах с азимутальными колебаниями высшего порядка численно исследована зависимость радиационной добротности от их Еэсдакгральных параметров.

Вторая глава посвящена исследованиям азимутальных колебаний высшего порадка в открытых неоднородных квазиоптических диэлектрических резонаторах . Отмечается, что большой вклад в исследования и практические использования таких колебаний в дисковых резонаторах внесли коллективы под руководством В.О.Взятышева {МЭИ} И В.Б.Брагинского (МГУ) и др. Однако в основном проведен детальный анализ однородных и экранированных резонаторов, позволяющих получать рекордные значения добротностей в мм диапазоне С2*]. В данной главе из многообразия возможных неодаород-ных КДР исследуются те, которые имеют самостоятельный практический интерес и используются как элементы устройств для исследования более сложных резонансных явлений в последующих главах работы.

В разделе 2.1 представлены результаты исследования спектральных харзктеристяв дисковых КДР с несколькими локальными яеоднородаостями [7-93. При этом изложены методики экспериментального и теоретического исследований азимутальных колебаний в неоднородных КДР, используемые в работе. В эксшриментэ возбуждение резонаторов осуществляется в основном путем распределенной связи с диэлектрическим волноводом . Они изготавливаются из фторопласта, полистирола, кварца, лэйкосап$ира и 'др. Стадиальные механизмы обеспечивают изшневиа относительного положения волновода и резонатора в широких пределах. На основе экспериментальных результатов строятся идеализированные модели слабовозмушэнных резонаторов на базе теории возкущений.

В случае нескольких локальных неоднородноства показано, что величины расщепления резонансных частот азимутальных колебаний, которые в однородном резонаторе двукратно вырождены, периодически изменяются с изменением ^ямутального индекса колебаний. Так при размещении двух узк® "^радиальных прорезей под прямым углом вырождены колебаний в* нечетными азимутальными индексами и расщэодэны - с чет&ящ. Получена аналитическая завнсшость изжду величквс® распознавши калебаниз в колетествоя, взаимны» расголояениэы и параметрами материала зашлвиая прорезей. Введенкз , в прорези полупроводниковых вставок позволяет управлять

стактральными характеристиками колебаний дискового КДР внешними полями. Показана возможность электрического резонансного управления волной ДВ с помощью длинного р*-п-гГ диода, размещенного в прорези КДР.

Металлические вставки приводят к образованию резонаторов стоячей волны, у которых появляются новые функциональные возможности. Наибольший практический интерес представляет полудисковыа КДР с плоским металлическим зеркалом, который исследуется в раздел» 2.2 с учетом конечного импеданса зеркала [10].

Своеобразной распределенной неоднородностью является сам участок связи с ДВ. В разделе 2.3 его воздействда на поля азимутальных колебаний изучено с учетом взаимного влияния волновода и резонатора и излучения волн в свободное пространство. Показано, что зависимости критического расстояния от толщины ДВ имеют максимумы, соответствующие фазовому синхронизму критически связанных волн КДР и ДВ. Этот факт позволяет прогнозировать параметры азимутальных колебаний бегущих волн реальных резонаторов и их возмущения (смешение резонансных частот, радиационные потери на участка связи) возбуждающим ДВ. Для анизотропных резонаторов практический интерес имеют исследования влияния на характеристики колебаний отклонений геометрической и оптической осей дискового резонатора. Установленная периодическая зависимость параметра связи его с ДВ от их взаимной ориентации позволяет определять направление оптической оси одноосных кристаллов, в том числе и непрозрачных в оптическом диапазоне [9].

В разделе 2.4 исследованы деформации мод азимутальных колебаний в неоднородных цилиндрических КДР [II]. Здесь особое внимание уделано вопросу цэлэнаправлэнного формирования аксиального распределения полей колебаний путем изменения формы цилиндра с учетом радиационных потерь энергии. Показано, что малая конусность (дй/й " 0,01) приводит к заметному смещению амплитудного распределения полеа при относительно малых потерях энергии.

На основе результатов исследования неоднородных КДР, возбуждаемых ДВ, предложены новые устройства для измерения в электромагнитных, полях параметров различных материалов (диэлектриков и высокоомных полупроводников [30,31], высокотемпературных сверхпроводников [32]).

Третья глава посвящена физическим явлениям вблизи, точек совпадения резонансных частот собственных колебания в системах двух КДР с неоднородной распределенной связью [12-15]. В разделе 3.1

приввдены результаты комплексных исследований динамики резонансного отклика, пространственной структуры полай колебаний высшего порядка при изменении расстояния между резонаторами в различных системах: в полудасковых КДР на общем зеркала, в соосных дисковых резонаторах, в пленарных структурах между плоскими зеркалами. Показано,что малая неоднородность связи за счет наклона между резонаторами не существенно влияет на спектральные характеристики систем вне областей сближения резонансных кривых, в которых может происходить существенная резонансная перестройка колебаний. Она изучена в разделе 3.2 при исследовании взаимодействия (мэждутиповой связи) колебаний одной поляризации, но с различным распределением полай по азимутальной (продольной) и аксиальной координатам. Отмечается, что, . хотя междутиповые колебания известны давно [3*] и теоретические исследования их в различных структурах интенсивно ведутся в последнее время £4*3, целенаправленного экспериментального исследования не проводилось. В работа выделены и исследованы мэвдутиповые колебания высшего порядка в КДР. Показано, что при конечной величине неоднородности они устойчивы и обладают уникальными свойствами. Обнаружен и описан эффект пространстванно-частотного разделения полей междутиповых колебаний, который заключается в том, что вблизи точки совпадения резонансных частот собственных колебаний одной поляризации однородного КДР при введении распределенной неоднородности формируются пары колебаний с близкими рэзонансньюи частотами, поля которых в областях вблизи фазового синхронизма (антисинхронизма) взаимодействующих волн пространственно разделяются. Причем протяженность областей раздельной локализации полай составляет несколько длин волн. Исследованы причины и условия возникновения этого эффекта, а также возможности раздельного и совместного возбуждения междутиповых колобаша, обЪясняюпда эффекты "пропадания" резонанса и "внутреннего" возбуждения "паразитного" резонанса (по терминологии [3*3) в распределенных резонансных системах, с которыми часто сталкиваются разработчики и пользователи таких резонансных систем.

Полученные результаты проверены и обобщены в раздала 3.3 с помощью теоретической модели распределенного - взаимодействия колебаний в системе двух одинаковых твердотельных резонаторов с высшими типами колебаний, включая поверхностные колебания в полупроводниково-диэлэкгрических структурах. В раздела 3.4 на основе проведенных исследований предложен новый тип открытого резонатора с мевдутиповыми колебаниями ГЗЗ]. Получены аналитические

соотношения дая определения его параметров, показана работоспособность такого резонатора.

Исследования резонансных систем с высшими аксиальными типами азимутальных колебаний (раздел 3.5) показывают, что в них пространственно-частотное разделение полей междутиповых колебаний сопровождается преобразованием поперечных распределений их полэй, которое можно описать с учетом модового преобразования в разветвляющемся ДВ [5*].

В четвертой главе рассматривается взаимодействие азимутальных волн в- однородном дисковом КДР в зависимости от величины связи его с возбуждающим ДВ [15-18]. В разделе 4.1 описана разработанная методика и результата исследования резонансной перестройки азимутальных колебании бегущих волн с близкими резонансными частотами при изменении параметров ДВ и расстояния между ним и резонатором. Выделены и рассмотрены случаи возбуждения независимых колебаний однородного резонатора при малой связи его с волноводом и устойчивых меэдутиповых азимутальных колебаний бегущих волн неоднородной системы КДР - ДВ. Показано, что их разделяет критический (переходной) режим междутиповой связи, существующий при малой неоднородности. Для него в разделе 4.2 построена теоретическая модель, показывающая, в частности, возможности устранения мевдутиповой связи. Это достигается за счет введения второй неоднородности (эффект взаимной компенсации неоднородаостей, аналогичный описанному в С3*з) или за счет распределенной неоднородности (эффект самокомгонсации. неоднородности, присущий только распределзнным резонаторам).

В разделе 4.3 приведены результаты исследования междутиповых колебаний бегущих волн, полученные на основе развитой методики эксперимента с использованием результатов раздела 2.3. Показано, что бегущие волны междутиповых колебаний с близкими резонансными частотами имеют одинаковые замедления, а структуры их полей имеют вид двух противофазных интерференционных картин, которые наблюдаются с помощью распределенного поглощающего элемента. На участке связи у цилиндрической поверхности резонатора одна картина 'имеет минимум, а другая - максимум. В результате эти колебания по разному связаны с возбуждающим волноводом. Таким образом здесь проявляется эффект пространственно-частотного разделения шлей швдутшовых колебаний.

В пятой главе рассмотрена распределенная связь ДВ с решеткой и призматических, цилиндрических КДР [19-22]. В разделе 5.1

выдзлзно пять возможных вариантов обеспечения такой связи по каналам туннелирования волн и (или) дифракционного излучения. На основе диаграммы Брихлюзна в рамках геометроопгического приближения проведан их анализ и получены выражения для определения зависимости параметров системы от длины волны для их осуществления. Особый интерес представляет три варианта, когда отсутствует излучение волн в прилегающую к ДВ среду (свободное пространство). Показано, что один из них соответствует режиму резонансной связи одновременно по двум каналам.

Результаты экспериментального исследования проанализированных каналов связи в 8- и 5-мм диапазонах приведены в раздаю 5.2 как для линейных волноводов и решеток, так и для аксиальносимметричных, выполненных из фольгированного фторопласта, полистирола. Распределение интенсивности излучения, прошв дгаго через диэлектрическую призму, измеряется в свободном пространстве в дальней зоне. При выводе излучения по каналу туннелирования волн показано, что решетка приводит к снижению интенсивности излучения на 20-25% за счет экранирования и практически не изменяет направление излучения и ширину дааграмш направленности. Система концентрических колец преобразует поверхностную волну да в объемную в виде аксиальносимютричного квззиопгического волнового пучка.

В разделе 5.3 изучены особенности резонансной связи КДР и ДВ по каналу дифракционного излучения, когда резонатор состоит из диэлектрического цилиндра с полукругом в основаниях и плоского металлического зеркала, на котором расположен ДВ с лвнточноа решеткой. Здесь для возбуждения резонатора необходимо, чтобы направление дифракционного излучения было близко к нормальному относительно плоскости решетки. В такой системе осуществляется разрежение спектра колебаний резонатора по поляризации и аксиальному индексу. Измерены частотные зависимости эффективности возбуждения двух низших аксиальных типов азимутальных колебаний при различных гориодах решетки. Выявлено, что они имеют минимумы при нормальном излучении волн решеткой, которые связаны с нарушением пространственного синхронизма резонансной волны резонатора и дифракционной гармоники решетки, из-за конечной высоты цашндра.

Во второй часта работы, охватываадзй 'Л-уШ глава, объединены результаты исследования генерации и усиления колабанка кзл и субгдя диапазонов длин волн в кзодаородаых твардотелыщж структурах, исследованных в юрзоа часта.

Шестая и седьмая главы посвящены вопросам генерации колебаний мм диапазона длин волн полупроводниковыми диодами в диэлзктрических волноводах и резонаторах, которые поставлены и решаются на основе предложенного и развитого автором квазиопгического подхода, позволяющего преодолеть противоречие кевду открытым характером колебательных и волноводных структур и необходимостью экранировки локальных активных элементов мм диапазона, с которым постоянно сталкиваются исследователи и разработчики интегральной техники мм диапазона дайн волн [в*].

В разделах 6.1 и 6.2 предлагается использовать полудисковый зеркальный КДР (КЗДР) как колебательную систему диодных генераторов, рассматриваются их физико-технические основы и приводятся результаты исследования [22-24,343. Показано, что размещение диодов в отверстиях плоского металлического зеркала позволяет осуществить достаточно сильную связь их с КЗДР при минимальных потерях энергии на излучение в свободное пространство и необходимых теплоотводе и развязке по паразитным связям. Получена генерация колебаний в диапазоне -частот 37-43 ГГц одним (мощность 50-90 мВт) и двумя (80-150 мВт) диодами Ганна. В двухдиодном генераторе в несколько раз иены® крутизна электронной перестройки частоты (<1 МГц/В). чем в однодиодном. При использовании двух полудисковых КЗДР с распределенной связью можно осуществить механическую перостройку частоты в пределах нескольких процентов, суммирование мощностей отдельных генераторов. Установлено, что мощность генерации в такой система максимальна при кзлых, но конечных расстояниях кезду поду дискам:;, что обусловлено максимумом добротности системы кз-за концентрации поля в воздушной промежутке мезду диэлектрикам? (раздел 8.3).

При ксслэдоваяии генераторов особое внимание уделяется режимам вблизи областей взаимодействия колебаний ' резонансно^ системы. Обнаружено, что в них помимо ухудшения характеристик генерации (сшгание мощности, "рассыпанш" спектра и т.п.) может существовать режим устойчивой генерации двух асинхронных частот [25]. В раздела 6.4 детально исследуются причины и условия всгшмновения этого режима, показывающие, что он обеспзчивается генерацией диодов (даодз) на кэздутиповых тагэбакикх квазиопгачэской системы. Отмечается практическая необходимость двухчастотннх генераторов в км даапаз0Е0 волн, предлагается конструкция нового тшз генератора колебаний двух близких частот ГЗ'.)].

Шрсгактивы создания квогодвэдного генератора с цилиндрический

КЗДР рассмотрены в разделе 6.5. Показаны возможности суммирования мощностей и повышения стабильности частоты на порядок при генерации трех диодов по сравнению с одним за счет взаимной синхронизации, колебаний [II].

Задачу получения эффективной генерации диодов в ДВ (такие "активные ДВ" могут создаваться методами интегральной технологии) предяагается решать путем использования брэгговских отражателей с осевой симметрией, распределенной связи ДВ и КДР. В разделе 7.1 рассматривается генератор на. зеркальном ДВ с дисковым КДР [26]. Его особенность состоит в том, что область связи однородного резонатора и волновода совмещается с местом расположения диода в ДВ, который оказывается в полз высакодобротного КДР. Показано, что это обеспечивает улучшение характеристик генератора. Для создания многодиодных генераторов в разделе 7.2 предлагается новый вид распределенной обратной связи в ДВ через призменные КДР [18-21,35-383. Здесь положительный эффект достигается за счет формирования излучения с места включения диодов в виде дифракционного канала резонансной связи с КДР. Определены условия для выбора параметров элементов генераторов, показана их работоспособность.

Для генерации и формирования выходного сигнала в виде квазиоптического волнового пучка с круговой симметрией в разделе 7.3 рассматриваются генераторно-излучающие модули на основе радиального ДВ с системой концентрических колец [22,37], дискового КДР с кольцевой шриодической системой [38].

Восьмая глава посвящена проблеме генерации и усиления колебаний субмм диапазона дайн волн на основе механизма переходного излучения волн в неоднородных структурах. В разделе 8.1 теоретически исследуется пучковая неустойчивость плазменных волн в тонком полупроводниковом слое, шресекаемом модулированным электронным потоком [1,2,27]. Размерные квантовые эффекты в слое учитываются путем введения тензора диэлектрической проницаемости определэннрго вида. Рассматривается взаимодействие волн пространственного заряда потока с симметричной и несимметричной модами плазменных колебаний. Определяются инкременты нарастания этих колебаний, делаются предельные переходы к модели двумерного электронного газа. Числэнные оценки показывают перспективность такой неустойчивости для генерации и усилэния субмм колэбаниа. В раздела 7.2 рассматривается возможность эксшриментальной проверки и развития полученных результатов

[28,29]. Развивается методика исследования переходного излучения электромагнитных волн в свободном пространстве, возникающего при падении модулированного электронного потока на границу раздела вакуум-проводящая среда. Исследуются возможности повышения его интенсивности за счет использования ограниченных неоднородностеа.

В Заключении приводятся основные результаты и выводы работы, ее прикладное значение и перспективные пути развития.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДУ РАБОТЫ: I. В рамках единого подхода рассмотрены идеализированные кодели твердотельных направляющих структур. К ним относятся трехслойные и пятислойные диэлектрические и полугрэводниково-диэлектрическиэ системы, для которых обобщены свойства еолноводных мод, поверхностных волн и колебаний (трехмерных и двумерных плазмонов). На основе этого рассмотрения ксслэдованы моде.та твердотельных слоистых волноводов и резонаторов.

1.1. Показано, что в шганарном диэлектрическом волноводе с прилегающими полупроводниковым! слоями могут существовать слабо затухающе волноводные (обЪэнкые) и поверхностные волны, характеристиками которых можно управлять путем изкенения параметров полупроводника. При этом минимальная фазовая скорость поверхностных ваш, зависящая от.потерь в полупроводнике, в такой структура мохэт быть в несколько раз меньие, чем на одной границе полупроводшсс-даэлектркк.

1.2. Исслздовзны кодели открытых твердотельных резонаторов в виде планарных слоистых структур глэкду пдосккш зеркалами, а также аксиальносжжзтричных слоистых структур (радкально-слоистда диэлектрические резонаторы). Показано, что в зависимости от параметров внутренних слоев в них могут существовать высокодобротные резонансы волноводных и (или) поверхностных волн (в планарных полупроводтжово-дазлэктрических структурах), волноводных мод и (или) волн типа шепчущей галереи (азимутальные колебания радаально-слоистых диэлектрических резонаторов), а при изменении этих параметров может возникать взаимодезствкэ парциальных колебания составных частей (слоев) резонаторов (резонансная перестройка колебания), сопрововдземое резким изменелмэм добротности колебаний. Определена аналитическая связь между величиной расщепления резонансных частот гибридных поверхностно-волноводяых ко.гзбаниэ и толщиной полупроводниковых

слоев. Предложено использовать ее для определения толщин полупроводниковых пленок на диэлектрических подложках. 2. Исследованы азимутальные колебания высшего порядка в неоднородных КДР, возбуждаемых путем распределенной связи с ДВ.

2.1. Изучено влияние нескольких локальных неоднородаостей на спектральные характеристики дискового КДР. Обнаружена периодическая зависимость величины расщепления резонансных частот колебаний от величины их азимутального индекса. Установлена связь между характеристиками резонансного отклика открытого дискового КДР и параметрами, количеством и взаимным расположением малых локальных неоднородаостей в виде узких радиальных прорезей со вставками. Показана возможность получения как растепленных, так и вырожденных азимутальных колебаний в случае двух таких прорезей, разнесенных на 45°, 9 0°. Введение в прорезь длинного полупроводникового р—п—п+ диода позволяет осуществить электрическое резонансное управление мощностью волны в ДВ при незначительном повышении КСВН в тракте и малой потребляемой мощности 0,1 Вт). Это может найти применение при создании управляемого фильтра на ДВ. Тага® предложено использовать дисковые КДР с двумя узкими радиальными прорезями в устройстве для исследования диэлектрических пластин, пленок локально по их поверхности с далью повышения точности и чувствительности измерений.

2.2. Предложен новый зеркальный КДР стоячей волны, который образуется при введении металлической пластины в радиальную прорезь дискового КДР. Достоинством такого резонатора по сравнению с другими резонаторами стоячей волны является возможность эффективно связываться с ДВ путем распределенной связи. Технически наиболее удобен и достаточно просто теоретически описывается полудисковый зеркальный КДР. Изучено влияние конечного импеданса зеркала на его спектральные характеристики. Предлагается использовать такой резонатор как колебательную систему активных квазиопгических устройств, а также как датчик в устройствах исследования материалов, в том числе высокотемпературных сверхпрпюдаиков.

2.3. Исследованы особенности распределенной связи ДВ и дискового КДР в условиях их взаимного возмущения. Установлено, что зависимость критического расстояния между резонатором и волноводом от их параметров имеет максимум, который соответствует фазовому синхронизму критически связанных волн ДВ и резонатора, при этом их взаимное возмущение минимально. Показано, что под действием ДВ резонансные частоты колебаний смещаются таким образом, что при

фиксированном расстоянии между волноводом и резонатором они становятся больше (меньше) в возмущенном резонаторе, чем в невозмущенном, для колебаний бегущей волны, замедление которой на соответствующем расстоянии меньше (больше) замедления волны волновода; под действием резонатора радиационные потери ДВ на участке связи увеличиваются с уменьшением замедления волны ДВ.

2.4. Экспериментально изучено влияние распределенной азимутальной неоднородности материала (за счет анизотропии) дискового КДР на характеристики связи его с ДВ. Показано, что отклонение направлений оптической и геометрической осей диска из одноосного кристалла приводит к периодической зависимости характеристик резонансного отклика, радиационных потерь от положения участка связи с волноводом. Установлено, что параметр связи ДВ и резонатора с направлением оптической оси, близком к параллельному основаниям диска, максимален при фиксированном расстоянии между ними, когда оптическая ось (ее проекция) параллельна ДВ. При этом минимальны радиационные потери энергии волн на участке связи и смещения резонансных частот под воздействием ДВ.

2.5. Экспериментально показано, что под влиянием распределенной аксиальной неоднородности в виде малой конусности диэлектрического цилиндра происходит деформация мод азимутальных колебаний, возбуждаемых в ном. Наибольшие изменения испытывает распределение Шв низшего аксиального типа колебаний: оно смещается вдоль оси ¡■^Вшгадра к основанию с большим диаметром, заполняя только часть резонатора. С увеличением конусности подобные изменения испытывают и высшие аксиальные типы колебания. Показано, что аксиальным амплитудным распределением полей колебаний можно целенаправлено управлять, в частности, формируя его однородным, путем изменения формы образующей без существенного увеличения радиационных потерь энергии.

3. Исследованы физические явления вблизи точек совпадения резонансных частот колебаний одной поляризации в распределенных твердотельных резонансных системах.

3.1. Обнаружен эффект периодического пространственно-частотйого разделения полэа междутиповых колебаний. Он заключается в том, что вблизи точки совпадения резонансных частот собственных колебаний одной поляризации однородной распределенной резонансной системы под воздействием неоднородности формируются одновременно и независимо пары колебаний с близкими резонансными частотами, шля которых периодически разделяются по различным областям системы. Причем

размеры этих областей локализации разделенных полей больше длины волны в систем®. Установлены условия возникновения, причины и особенности проявления . обнаруженного эффекта в различных резонансных структурах, для различных типов волн (волноводных и поверхностных), различных ввдов неоднородностей, для которых построены теоретические модели.

3.2. Изучена динамика резонансной перестройки колебаний в системе двух одинаковых квазиоптических твердотельных резонаторов при изменении параметров слабо неоднородной распределенной связи мевду ними. Установлено, что при сближении перестроечных кривых двух колебаний, имеющих разное по четности число вариаций поля по продольной (азимутальной) координате резонатора, происходит их взаимодействие, которое проявляется в расщеплении перестроечных кривых с обменом типов колебаний вдоль них и пространственно-частотном разделении полей междутшювых колебаний, которые имеют равные добротности. В случае колебаний, имеющих одинаковые по четности вариации . поля, их взаимодействие не происходит, перестроечные кривые пересекаются. Показано, что в случае двух резонаторов разной высоты резонансная перестройка полей колебаний сопровоэдается преобразованием гопврзчногс распределения полей швдутшошх колебаний.

3.3. Исследована динамика изменения резонансного отклика и интерференционных картин полей дискового КДР вблизи точки совпадения частот двух колебания при изменении условий возбуждения их ДВ. Показано, что с увеличением влияния волновода она проходит через этапы: I) возбуадзвия независимых резонансных колебаний однородного резонатора, которые в случав частотного и амплитудного вырождения образуют контрастную интерференционную картину полей по азимутальной координате, 2) их мевдутипавоа связи с расщэшэюэм резонансов в разные стороны от частоты совпадения, 3) образования новых кездутиповых колебаний с близкими частотами неоднородного КДР, интерференционные картины полей которых противофазны. Выявлены условия для устранения кеадутиповой связи колебаний, которые достигается за счет определенной протяженности распределенной неоднородности (эффект самококпэнсации неоднородности) или за счет введения второй идентичной диаметрально противоположной неоднородности (эффект взаимной комгонсации).

3.4. Прэдлонззн ноша тип открытого резонатора с использованием эффекта пространственно-частотного разделения ползй мевдушзгзаа колебаний, которыг обэсгочизаот разделительную/сбЪединнтельную

фильтрацию сигналов двух близких частот. Показана его работоспособность.

4. Изучены особенности распределенной связи в системе:"ДВ дифракционная решетка - призменный КДР".

4.1. Определены в рамках геометрооптического приближения условия, при которых преобразование направляемых волн ДВ в вытекающие волны за счет туннелирования и (или) дифракционного излучения приводят к резонансной связи его с призменными КДР. Выявлен ражим резонансной связи их одновременно по этим двум каналам.

4.2. Показана возможность эффективного преобразования направляемых волн радиального ДВ в объемные с формированием аксиально-симмэтричвого квэзиоптического волнового пучка периодической системой концентрических колец, расположенной (выполненной) на его поверхности.

4.3. Исследованы режимы вблизи брэпговского отражения (излучения) волн в ДВ с дифракционной решеткой. Показана возможность использования их для селективной распределенной связи волноводов с зеркальными КДР. Установлено, что наблюдаемый в режиме брэгговского отражения волн второго отрицательного порядка минимум эффективности возбуждения зеркального цилиндрического КДР обусловлен нарушением пространственного синхронизма резонансной волны резонатора и дифракционной гармоники решетки из-за конечного аксиального размера резонатора.

5. Предложен квазиопгическиа подход к созданию эффективных твердотельных генераторов мм диапазона на ДВ и ДР. Он основан на использовании принципов интегральной оптики с учетом особенностей мм диапазона радиоволн и его элементной базы.

5.1. Экспериментально показано, что открытые квазкоптическиз зеркальные диэлектрические резонаторы с азимутальныш колебаниями высшего порядка перспективны дая создания высокостзбильвых твердотельных генераторов мм диапазона среднего уровня мощности. Размещение диода с элементами крепления, питания, согласования в отверстии зеркала позволяет обеспечить сильную связь его с резонатором при минимальных радиационых потерях энергии на излучение в свободное пространство. Зарегистрирована эффективная генерация когерентных колебаний одного диода, взаимная синхронизация и суммирование мощностей нескольких диодов.

5.2. Установлено, что в областях взаимодействия колебаний резонансной системы происходит "рассыпание" спектра выходного сигнала, перескоки режимов генерации. Обнаружен устойчивый режим

двухчастотной генерации колебаний с близкими частотами двумя и одним диодом. Выявлено, что он осуществляется на междутиповых колебаниях неоднородной распрчдехенной резонансной системы.

5.3. Показано, что в генераторах на ДВ уменьшение потерь энергии на излучение с места включения диодов при повышении спектральных и энергетических характеристик выходного сигнала может быть осуществлено с помощью призменных КДР путем формирования направленного канала дифракционного излучения и согласованного с ним канала тушелирования волн, которые обеспечивают связь диодов с резонаторами.

5.4. Для генераторко-излучателышх модулей предложено использовать осесимметричные резонансные системы с брэгговскими отражателями-излучателями с цэлыо более эффективного использования волн, возбуждаемых диодом, по сравнению с подобными линейными системами. Показано, что в таких системах обеспечиваюся резонансные условия для .генерации когерентных колебаний и формирования выходного сигнала в виде аксиальносимметричного квазиоптического волнового пучка.

6. Теоретически, исследованы возможности возбуждения и усиления колебаний субмм диапазона длин волн путем создания пучковой неустойчивости плазменных волн (колебаний) в тонком полупроводниковом слое.

6.1. Развита теория взаимодействия волн пространственного заряда электронных потоков с плазменными колебаниями в тонком полупроводниковом слое с учетом размерных квантовых эффектов. Показано, что инкременты нарастания симметричной моды колебаний и двумерных плазмонов сравнимы, они на два порядка больше, чем инкремента нарастания несимметричной моды.

6.2. Предложено использовать переходное излучение электромагнитных волн в свободном пространство при падении модулированных электронных потоков на границу раздела вакуум-неоднородная среда для экспериментального обнаружения поверхностных плазменных возбуждений и их неустойчивостей.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Белецкий H.H., Харьковский G.H., Яковенко В.М. Переходное излучение электромагнитных волн зарядом, пересекающим двумерный электронный газ//Изв.вузов СССР.Сер.Радиофизика. -1883. -Т.28,N8. -1259-1260.

2. Харьковский С.Н. Пучковая неустойчивость поверхностных плазмен-

ных boje в полупроводниковой пластине // УШ. -1934. -Т.29,N11. -P.1632-1637.

3. Eremenko Z.E.. Filipov Yu.F., Kharkovsky S.N. Electromagnetic Waves and Oscillations in the Layered Semiconductor-Dielectric-Semiconductor Structure//Int.J.of Infrared and Millimeter waves. -1993. -Vol.14. N2. -P.

4. Еременко 3.E., Филиппов Ю.Ф., Харьковский С.Н. Взаимодействие электромагнитных колебаний в слоистом полупроводаиково-диэлэктри-ском рззонаторе//Докл.АН Украины. Сер.Мзтем.,естествозн., технич. науки. -1993. N3. -С.83-91.

5. Кириченко А.Я., Солодовник В.А., Харьковский С.Н. Особенности распределенной связи при возбувдении кольцевых и дисковых диэлектрических резонаторов // Научное приборостроение в ми и субмм диапазонах:Сб.науч.тр. -Харьков, ИРЭ АН УССР, 1833. -С.28-37.

6. Еременко З.Е., Филиппов Ю.Ф., Харьковский С.Н. Открытый слоистый диэлектрический резонатор с азимутальными колебаниями // Докл.АН УССР. Сер.Математ. .естествозн.,техн. науки. -1991. -Н5, -С.62-85.

7. Филиппов Ю.Ф., Харьковский С.Н. Спектр резонансных частот неоднородного дискового диэлектрического рэзонзтора // Изв. вузов СССР. Сер.Радиофизика. -1980. -X.33.NII. -C.I304-I307.

8. Неоднородные открытые диэлектрические резонаторы с азимутальными колебаниями для исследования и нэразруиаящего контроля материалов/А. Я. Кириченко, В.А.Солодовник, Ю.Ф.Филиппов, С.Н.Харьковский // Применение радиоволн км и субмм диапазонов.-Сб.науч.тр. -Харьков,ИРЭ АН УССР. -1990. -С.69-75.

9. Quaaioptical Dielectric Resonators in Millimeter Wave Experiments/ N.T.Cherpak, Ju.F.Filipov, S.N.Kharkovsky, A.Ja.Kirichenko//Int.J.of Infrared and Millimeter Waves. -1993. -Vol.14, N3. -P.

10. Филиппов Ю.Ф., Харьковский С.Н. Квазиопгачэский зеркальный диэлектрический резонатор//Квазиоптическая техника мм и субмм диа-даапазоиов волн: Сб.научн.тр. -Харьков: ИРЭ АН УССР. 1989.-С.28-34.

11. Харьковский С.Н., Когут А.Б. Твердотельный генератор мм диапазона радиоволн с квазиоптической штадло-диэлзкгрической резонансной системой// Межвэд.научн.-техн.конференция по приборам, технике и распространению мм и субмм радиоволн.Тез.докл.-Харьков,1992.С.50.

12. Кириченко А.Я., Харьковский С.Н. Взаимодействие азимутальных колебаний в квазиоптическом диэлектрическом резонаторе // Письма в ЖТФ. -1990. -T.I6, вып.в. -С.12-16.

13. Филиппов D.O., Харьковский С.Н. Распределенное взаимодействие

колебаний в квазиоптических диэлектрических резонаторах // Письма в ЖТФ. -1990. -Т.18, вып.20. -С.24-28.

14. Кириченко А.Я., Харьковский С.Н. Резонансная перестройка характеристик азимутальных колебаний открытых диэлектрических резонаторов // Изв.вузов СССР. Сер.радиоэлектроника. -1891. -Т.34, N10. -С.74-78.

15. Кириченко А.Я., Солодовник В.А., Харьковский С.Н. Перестройка частоты дисковых диэлектрических резонаторов // Всесоюзн. научн.-техн. конф. "Проектирование радиоэлектронных устройств на диэлектрических волноводах и резонаторах". 25-27 октября 1988. Тез.докл. -Тбилиси. 1988. -С.38-39.

16. Взаимодействие расщепленных колебаний типа "шепчущей галереи" в диэлектрических резонаторах/ А.Я.Кириченко, А.И.Логвиненко, В.А.Солодовник, С.Н.Харьковский // Письма в ЖТФ. -1986. -Т.12, вып. 17. -С.1037-1040.

17. Харьковский С.Н. Экспериментальные исследования междутиповой связи азимутальных колебаний дисковых диэлектрических резонаторов// Радиофизика и электроника мм и субмм диапазонов волн: Сб.научн.тр. -Харьков. ИРЭ АН УССР. 1991. -С.127-132.

18. Еременко З.Е., Филиппов Ю.Ф., Харьковский С.Н. Мевдутиповая связь и резонансная перестройка азимутальных колебаний квазиопги-ческих диэлектрических резонаторов // ЖТФ. -1992. -Т.62,вып.4. -С.126-131.

19. Кириченко А.Я..Солодовник В.А., Харьковский С.Н. Распределенная обратная связь в диэлектрических структурах с активными полупроводниковыми элементами // Труды II Всесоюзн. школы-семинара "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниковыми и полупроводаи-ково-дазлактрическими структурами". - Саратов: СГУ, 1988» -4.2. -С.144-145.

20. Кириченко А.Я., Солодовник В.А., Харьковский С.Н. Генераторы мм диапазона на диэлектрических волноводах и резонаторах // Научное приборостроение в мм и субмм диапазонах: Сб.научн.тр. -Харьков. ИРЭ АН УССР. 1988. -С.136-146.

21. Кириченко А.Я., Солодовник В.А., Харьковский С.Н. Полупроводни-никовый генератор мм диапазона волн с квазиоптическим диэлектрическим резонатором // ЖТФ. -1988. -Т.58,выпЛ1. -С.2264-2266.

22. Кириченко А.Я., Солодовник В.А., Харьковский С.Н. Твердотельные генераторы миллиметрового диапазона с квазиоптическими диэлектрическими резонаторами // Вестник МГУ. Сер.Физика, астрономия. -1992. - N3. -С.101-116.

-2523. Кириченко А.Я., Харьковский С.Н. Твердотельный генератор с квазиоптическим зеркальным диэлектрическим резонатором // Твердотельные генераторы и преобразователи мм и субма диапазонов: Сб.научн. тр. -Харьков. ИРЭ АН УССР. 1989. -С.62-68.

24. Кириченко А.Я., Харьковский С.Н. Генерация электромагнитных колебаний миллиметрового диапазона полупроводниковыми диодами в квазиоптическом диэлектрическом резонаторе // Изв.вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. -1990. -Т.33,N10. -С.81-83.

25. Харьковский С.Н. Двухчзстотная генерация колебаний миллжетро-вого диапазона в распределенной колебательной системе твердотельного генератора//Письма в КТФ. -1990. -Т.16,вып.II. -С.90-94.

26. Кириченко А.Я., Солодовник В.А., Харьковский С.Н. Генератор Ганна на зеркальном диэлектрическом волновода с дисковым диэлектрическим резонатором // Изв.вузов СССР. Сер.Радиоэлектроника. -1888. -Т.31,N7. -С.74-78.

27. Белецкий H.H., Харьковский С.Н., Яковенко В.М. Усиление двумерных плазменных волн потоком заряженных • часпшу/Физика и техника полупроводников. -1982. -Т.18, вып.12. -C.2I82-2I85.

28. Буртыка М.В., Кириченко А.Я., Харьковский С.Н. Электромагнитное излучение модулированных электронных пучков, падающих на металлическиэ неоднородности // В кн.: Физика и техника мм и субмн волн. Сб.научн.тр. -Киев: Наукова думка. 1833. -С.155-163.

29. Кириченко А.Я., Харьковский С.Н. Измерение коэффициента редукции плазменной частоты электронного пучка по характеристикам его переходного излучения//В кн.: Электроника мм и суоми диапазонов.-Сб.научн.тр. -Киев: Hayicosa думка. I9S8. -С.76-80.

30. A.c. I626136 СССР. МКИ4 G 01 н 22/00, G Ol R 27/26. Устройство для измерения коэтыэксноа диэлектрической проницаемости материалов на СВЧ / Ю.Ф.Филиппов, С.Н.Харьковский. -Опубл. 1991, Екзл.ыб.

31. A.c. 1469388 СССР. МКИ* G Ol N 22/00. Устройство для определения ориентации оптической оси в одноосных диэлектрических кристаллах / А.Я.Кириченко, Т.А.Смирнова, С.Н.Харьковский, Н.Т.Черпак. -Опубл. 1989, Бюл.Щ2.

32. A.c. 1628137 СССР. МКИ4 G 01 N 22/00. Устройство для измерения свойств высокотемпературных сверхпроводников в элэктромагшгтных полях/А.Я.Кириченко, С.Н.Харьковский, Н.Т.Черпак. -Опубл. 1991, Бюл.кб.

33. А.с.1807538 СССР, МКИ4 Н 01 Р 7/10. Открытый резонатор / Филиппов Ю.Ф..Харьковский С.Н. -Опубл. 1993, Еюл. N13.

34. A.c. I5I5335 СССР. МКИ4 Н 03В 7/14. Генератор/С.Н.Харьковский,

-26-

В.В.Смородин. -Опубл. 1839, Бюл.N38.

35. А.с, 1350806 СССР МКИ* Н 03 В 9/12.- Генератор/А.Я.Кириченко, А.Й.Логвиненко,' В.А.Солодовник, С.Н.Харьковский. -Опубл. 1Э87, Бюл. N41.'

38. А.с." 1350807 СССР ШШ* Н 03 В 9/12". Генератор/А.Я.Кириченко,

A.И.Логвипенко, В.А.Солодовник, С.Н.Харьковский. -Опубл. 1987, Бюл. N41.

37. А.с. 1406706 СССР. МКИ4 Н 03 В 7/14. Гевераторно-излучающий модуль/А.Я.Кириченко, А.Й.Логвиненко, В.А.Солодовник, С.Н.Харьковский. -Опубл. 1988, Бал. N24.

38. А.с. 1504783 СССР. MKii* Н 03 В 9/12. Генератор/А.Я.Кириченко,

B.А.Солодовник^ С.Н.Харьковскиа. -Опубл. 1989, Бюл. N32.

39..А.с.1810982 СССР. МКИ* Н 03 В 7/14.Генератор Харьковского С.Н./

C.Н.Харьковскиа. -Опубл. 1993, Бюл.N15.

ЛИТЕРАТУРА

I? Шестопалов В.П. Физические основы миллиметровой и субмшишметро-воа техники.!.I. Открытые структура. - Киэв: Наукова думка, 1985. -21б с.

2* Диэлектрические резонаторы/М.Е.Ильченко, В.Ф.Взятышев, Л.Г.Гас-санов и др. Под ред.М.Е.Ильченко. - М.-.Радао и связь. 1989. -328 с.

3* Штейншшгер В.Б. явления взаимодействия волн в электромагнитных резонаторах. -М.: Оборонгиз, 1955. -114 с.

4? Шестопалов В.П. Вэзонансные и меадутиповые колебания//Докл.АН СССР. -1988. -T.303.N5. -С.1131-Ц34.

5? Мировицкий Д.И., Будагян И.Ф., Дубровин В.Ф. Микроволноводная оптика и голография. - М.: Наука, 1983. -320 с. .

8? Itoh Т. Dielectric Waveguide -Type MM Wave Integrated Circuits// In: Infrared and Millimeter Waves. - Academic Press. 1ЭВ1. Vol.4. -P.199-273.

Научное кздзйкз

ХАРЬКОВСКИЙ Сергей Николаевич ' ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЮАКМОДЕЙСТВЙЯ ВОЛН (КОЛЕБАНИЙ) В НЕОДНОРОДНЫХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ СТРУКТУРАХ

Подл, в шч. 09.12.93. Формат'60x8-4/16.

Бум. офс. Офс. шч. Усл. дач., л. 1,5 уч.-из.

Тираж 100 экз. Зак. 133. Бесплатно. "

Ротапринт ИРЭ АН Украины Харьков-85, ул. Ак. Проскуры', 12.