Исследование распространения электромагнитной волны в прямоугольном волноводе с распределенными неоднородностями тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Р*Г 5 ОД 2 9 МАЙ 1395

На правах рукописи

ЗАНИН ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

УДК 621.372.8.01

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЭЖСГРШДГНИТНСЯ ВОЛНЫ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ С РАСПШЁЛЕННЬаИ НЕОДНОРОДНОСТИ®

01.04.оз Радиофизика, включая квантовую радиофизику . Автореферат

. диссерфации' на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

САРАТОВ - 1995

Работа выполнена на кафедре физики твердого тела Саратовского государственного университета

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор, Д.А.Усанов

Официальные оппоненты: профессор Саратовского государственного университета, доктор физико-математических наук Голубенцев А.®.; зам. директора научно-производственного отделения "Микроэлек-• троника СВЧ" государственного научно-производственного предприятия "Алмаз", лауреат Государственной премии,, кандидат технических наук Посадский В.«.

Ведущая организация: Саратовский филиал института радиотехники и радиоэлектроники РАН

Защита диссертации состоится " /0 " июня 1995 г. в '■ /5* часов на заседании специализированного совета Д.063.74-01 по специальности 01.04.03 (радиофизика,, включая квантовую радиофизику) при Саратовском государственном университете : 410601, г.Саратов, ул. Астраханская, $3

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СГУ.

Автореферат.разослан " /Я™ мая 1995т.

Ученый секретарь \ специализированного совета, кандидат физико-математических

даук; доцент ./ ' Авдкин В^Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

.Актуальность темы:

Работа широкого класса твердотельных устройств СВЧ основана на взаимодействия электромагнитной волны с распределенными неоднородностями, представляющими собой полупроводниковые, диэлектрические включения или их сочетания и базовый элемент объемных интегральных схем в виде отрезка золноводно-щелевой линии в прямоугольном волноводе. Исследование характера взаимодействия электромагнитной золны с такими неоднородностями в прямоугольном волноводе является актуальной проблемой радиофизики, успешное решение которой зо многом определяет прогресс твердотельной электроники СЗЧ.

Необходимость проведения строгого теоретического анализа ззаимодействия золны с неоднородностями в направляющих системах вызвана прежде Есего тем, что раззитие современной радиофизики и техники СБЧ происходит по пути дальнейшего изучения и освоения все белее коротковолновых диапазонов длин волн, 5 что требует разработки и создания устройств СВЧ, которые выполняют свои функции в условиях заведомо распределенного характера взаимодействия волны с ними.

Провести строгий электродинамический расчет, направленный на определение характеристик устройств СВЧ и связанный со взаимодействием электромагнитной волны с этими неоднородностями, в большинстве случаев затруднительно, а порой и 'невозможно, в силу конструктивной сложности устройств.

Поэтому возникает настоятельная потребность в решении ряда конкретных и характерных дифракционных задач, позволяющих установить основные закономерности и особенности волнового процесса ■ в направлявших системах с пространственными неоднородностями. Задачи проектирования СВЧ устройств з этих условиях потребовали коренного переегдотра традиционного взгляда на соотношение теории и эксперимента при решении многих важных практических задач. Сказалось, что только на основе строгих методов математической теории - дифракции можно получать пригодные для практики результаты. Кроме этого, строгий подход к анализу способствует пониманию физической картины явления.

Целью работы являлась -разработка методик решения пгрокогс класса дифракционных задач, описываюсих распространение электромагнитной волны в прямоугольном волноводе с распределенными неоднэродностями, и исследование физических особенностей таких систем.

Научная новизна.

Предложен метод расчета частотных характеристик локалъно--кеодкородных сред в прямоугольном Еолноводе, основанный на численном интегрировании системы обыкновенных дифференЕпальных уравнений для задачи доши и характеркзугагйся высокой вычислительной эффективностью.

Впервые строго решена задача о распространении волны е волноводе, содержащем слоистую структуру псл^тгооводник-дпэлект-рик. Теоретически показано, что зависимость затухания волны от проводимости косит существенно немонотонный характер, а величина максимального ослабления I! значение электропроводности, при которой оно наблюдается, зависит ст параметров диэлектрического ело.1:.

Прздлоаен численный алгоритм расчета дисперсии комплексных волк в волноводне-целезой линии, основанный на методе дифференцирования по параметру.

Теоретически , предсказала и экспериментально обнаружена резонансная особенность • амплитудно-частотно!! характеристики отрезка волководно-щелевой линии.

Впервые строго решена задача о дифракции волны Еа отрезке ЕЦЛ в прямоугольном волноводе с учетом комплексно-связанных воле.

Достоверность полученных теоретических результатов обеспечивается строгостью используемой математической модели, сходимость» вычислительных алгоритмов и соответствием результатов раечега эксперименту. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена применением современной стандартной аппаратуры, обработкой экспериментальных данных с помощью современных методов С КСПОДЬЗОВгЕИеМ ЭВМ.

Практическая значимость работы.

1. Предложены численные алгоритмы, позволяющие проводить еффэкгпвний расчет частотных характеристик различного класса распределенных неоднородностей в прямоугольном волноводе.

г. Предложен резонансный -метод проведения экспрессного

неразрупзпцего контроля параметров полупроводниковых пластин и зпитаксизльных структур. Найдены оптимальные условия проведения измерений, псзволящие расширить диапазон изчеряеных значений электропроводности, а также свести к минимуму погрешность, обусловленную разбросом значений толпгн псследуе'.-'.о: пластин.

В диссертации загизадтся следтшие основные положения:

1. Суцественно познцается вычислительная эффективность прямого численного метола, оснозанного на интегрировании с'л_:еч:; о?ыкнозенЕкх ¿лсффереициальных уравнений для задачи Хоти и псз;,;-лящего получить частотные характеристики локальис-неэднорсдкп: сред з прямоугольном волноводе, если его объединить с методом д;гф5ерендирования по параметру.

2. Применение слоистой структуры полупроводник-диэлектрик для управления СЗЧ-излучением в прямоугольном волноводе позволяет увеличить диапазон изменения затухания йолкы при модуляции проводимости полупроводника, в том числе п::: использовании полупроводников повышенной толзины.

3. Численный анализ дисперсии комплексных волн в вслрозодно--пелевой линии мсзгет быть эффективно проведен с помощью метода дифференцирования по параметру. Расчет дисперсии сводится в этом случае к интегрирования комплексного дифференциального уравнения первого порядка.

4. Выбор определенной геометрии заполнения волновода я типа резонанса позволяет расширить диапазон значений электропроводности полупроводниковых пластин и эпятаксиальных структур, определяемых резонансным методом, а таете свести к кинимуну погреишость. обуслозленнув разбросом значений толпил исследуемых структур.

5- Амплитудно-частотная характеристика вслноводно-далевой линии конечной протяженности аозет иметь резонансной -характер, ооусловленЕЫй наличием счехенной от центра волновода диэлектрической подлети.

Личный вклад звтста выразился в сакостсктёлъйой разработке методик з алгоритмов - решения рассматриваемых в диссертация электродинамических задач, выборе математической модели, написании и отладке ирогрцчл с псслэдугзей их - реаяйзацлей: на вычислительных средствах, в проведен:» -' срарнптзльногс анализп

полученных результатов с экспериментальными данными и формулировании основных научных выеодов. Все расчеты, проведенные в диссертации, осуществлены лично автором. Автором также получены и экспериментальные данные.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на х-й Всесоюзной конференции "Электроника СВЧ" (Минск, 1983),* Всесоюзном совещании-семинаре "Взаимодействие электромагнитных еолн с полупроводниковыми и полупровсд-никово-диэлектрическими структурами и проблемы создания интегральных КВЧ схем" (Саратов, 1985), п-й Всесоюзной школе-семикаре "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниково-дкэлект-рическиш структурами" (Саратов, 1988). ш-й Всесоюзной научкз--технической конференции "Математическое моделирование и САПР радиоэлектронных систем СВЧ на объемных - интегральных схемах" (Суздаль, 1989), Всесоюзном семинаре "Математическое моделирование физических процессов в антенно-фидерных трактах" (Саратов.

1990), ш-й Всесоюзной школе-семинаре "Взаимодействие электромагнитных волн с твердыми телами" (Саратов, 1991), семинаре "Новые применения миллиметровых волн в народном хозяйстве" (Саратов,

1991), 1У-Й Всесоюзной научно-технической конференции "Математическое моделирование и САПР радиоэлектронных и вычислительных систем СВЧ и КВЧ на объемных интегральных схемах (ОНС)" (Волгоград, 1991), 1-ом Украинском симпозиуме "Физика к техника миллиметровых к субмиллиметровых волк" (Харьков, 1991), а также на научных семинарах кафедр радиофизики и физики твердого тела и НИИМФ СГУ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано м работ, в том числе 7 статей и ю опубликованных тезисов докладов на научно-технических конференциях и семинарах.

Структура и объем диссертации.. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на 177 страницах, содержит 2 таблицы, -56 рисунков и список из 149 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

с

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и приведены основные положения,

выносимые на защиту.

В первой глазе подробно талохена теория численного нетога расчета амплитудно-частотных характеристик локально-неоднородных сред з прямоугольном волноводе. Сл основан на объединении неполного метода Галеркнна с методом дифференцирования по параметру.

Расчет амплитудно-частотны! Характеристик для волны основного типа на препятствиях оДзего вида неполным методом Галеряина с использованием, например. метода дифференциальной прогонки, пре~:лагает решение задачи Копи и раз для систему из 4 и2 диф^етенпаальньз уравнений первого порядка (1) с граничным условиями.(2-45, где ы - количество точек исследуемого частотного диапазона, и - -шело учитываемых мод пустого волновода.

dY (z)

—=--= а (2),

dz " •

(1)

áU (г) * г ,

= 1 Р 5 - кг(3 (z) У (г).

dz

Y (О) = {R * 3 ), (2)

a a ta

s (о) = -г (я - а ),. (3)

в па !з

a (i) + тя (i) = о, (4)

i Г.

где pj= im/a» т1 = р* - к\ к2 = игеj* . си&вол Кронекера, «

а

/3 (2) = - Г c(x,z) з!ср х sinр х dx.

ом я J а м

Результатами реаеная (1) являйтся поле в неоднородности длины I, представляеиое в виде:

Е <x,z) = Xr(zl sin? х, О < г < С;

поле в однородней волноводе слева от неоднородности, вычисляемое по формудэ:

Е {х.г) = е Б1пр г + Тк е'°* в1пр х, г < О;

у 1 п п

Т.2

и поле справа от неоднородности, которое можно представить в виде:

Е (х, г) « У Т е » э1пр х,

у . п п

2. > X;

а также коэффициенты'отражения и прохождения т^ волны Н^типа.

Предлагаемый метод нахождения искомых характеристик сводится к проводимому. (М-1) раз интегрированию N - дифференциальных уравнений (5):

йк

да

п

да

да дк *

(5)

где я - вектор-столбец, составленный из N элементов я^

матрицы рассеяния и в^кЛ) - есть граничное условие (4). а для вычисления элементов .-явэяратной матрицы [аоуа^ и вектора

столбца дЬ/Вк необходимо решать задачу Кош для 2(л2+л) дифференциальных уравнений (6):

<НУ )„

в к

аг <НУ )'

п ■

dz 4(17 )"

К . N •

Х[рге (г)] (У )' - 2к X У ,

Ау | п ьп па | ■ к 'па в

(6)

- (иЛ-

аVI/ / "г т /

-ш = 2 Ргв - (2)1 (У )

. Лг .-Л п м ■».!»■

Здесь символами (-.)' и (.Г обозначены производные соответственно

по к и Я , а начальные условия при г = о для уравнений 16) находятся дифференцированием (2,3) по этим переменным. Начальные условия для уравнений (5) на одной из границ исследуемого частотного диапазона можно получить методом дифференциальной прогонки или методом пристрелки.

Данным методом (5) были рассчитаны частотные зависимости коэффициента прохождения волной Н1 -типа ряда диэлектрических -неоднородноетей, з частности, кругового цилиндра, эллиптического цилиндра, прямоугольного стержня, и проведено сравнение с аналогичными зависимостями, полученными методом'дифференциальной прогонки. В результате было установлено, что вычислительная эффективность объединенного алгоритма, позволяющего рассчитывать амплитудно-частотные характеристики неоднородноетей в волноводе, существенно выше, чем у метода дифференциальной прогонки, и эта разница становится особенно заметной при учете большего числа мод пустого волновода.

С помощью предложенного метода ■ была исследована дифракция волны на наклонной диэлектрической • пластине с потерями, которая частично заполняла прямоугольный волновод по ширине и полностью по высоте. Угол наклона отсчитывался относительно положения, соответствующего перпендикулярному по отношению к направлению, распространения волны расположению пластины. Наклон создавался за счет вращения пластины в Н-плоскости волновода относительно той грани пластины, которая была прижата к его узкой стенке. На основании расчетных частотных ■ зависимостей коэффициента прохождения была установлена степень влиянйй угла наклона диэлектрической пластины в прямоугольном волноводе на резонансные характеристики такой- электродинамической сйстеОД; Проведенные экспериментальные исследования- с параметрами* близкими к расчетным, подтвердили . установленный- характер влияния на частотные зависимости коэффициента гфохоМдёййя волны- угла наклона пластины.

Вторая глава посвящена теоретическому исследовании характера взаимодействия основной волны со слойётыШг полупроЕодкиково--диэлетрическими структурами в Еолноводе.

С ■ использованием метода проекционного сшивания были разработаны методики для нахождения характеристик рассеяния волны на слоистых полутроводнлкозо-диэлбктр^ёстж структурах,

полностью заполнящих волновод по высоте и частично но сирине, в случаях, когда. чередование границ слоев происходит перпендикулярно и параллельно направлении распространения вслнк.

Для структуры полупроводник-диэлектрик (границы слоев параллельны узким стенкам волновода), разметенной в Е-плос^рстг. прямоугольного волновода и-имеющей конечную протяженность,, был проведен анализ влияния диэлектрического слоя на зависимости затухания волны от проводимости и толееы полупроводника,. Расчет проводился для случая, когда полупроводниковый сбразед из п-1е5Ь располагался симметрично относительно , середины нирокой стен:-:;', волновода сечением 7,2x3,4 мм2. Относит ельная прсздаемость диэлектрика полагалась равной зо. а относительная

проницаемость решетки лолупроводкика е = 16. Значения тсгднн полупроводника,. диэлектрика и частота были приняты равным:: ь_/а= = 0,002,- о,045; т = 34.5 ГГц. При расчете затухания водны

учитывалось ю высших типов волн, возбуждающихся на неоднородном участке волновода.

Необходимые для проведения расчета затузанзм ео.геы зависимости постоянных распространения Г^ основной к высгих код' от проводимости и толщины полупроводника находились из регеиля дифференциального уравнения первого порядка (7), интегрирование которого проводилось методом Рунге-Кутта

4: ид ас • • (7)

где функция У .= КСГ^.с) представляет собой соответствутсее дисперсионное уравнение = о, Г- подлегапий определению

корень уразнения, с - один из параметров, от которых зав;:сет Г . В рассматриваемом случае параметрами были проводимость к толика полупроводника.

В результате.установлено, что наличие диэлектрика приводит к существенно немонотонным зависимостям затухания волны от проводимости и толияны полупроводника. Величина максимального ослабления и значение электропроводности, при которой оно набладаотся, зависит от параметров диэлектрического слоя.

Проведенный расчет поперечного распределения СВЧ-поля ь - области Еолновода, занятого структурой, показал, что при наличии

диэлектрика СВЧ-поле концентрируется вблизи поверхности полупроводника. Следствием этого является повышение эффективности взаимодействия электромагнитной волны с полупроводником.

На основании сравнения зависимостей затухания волны от проводимости полупроводника, рассчитанных при наличии диэлектрика и без Еегс, показано, что использование структур полупроводник--диглектрик позволяет обеспечить возможность увеличения диапазона затухания при модуляции проводимости полупроводника, в том числе при использовании полупроводниковых образцов повышенной толщины.

В рассматриваемой главе диссертации приведены также резуль- • таты исследования резонансного взаимодействия волны со слоистыми, пслупрсвсдниково-диэлектрическими структурами в случае размещения их в волноводе способом, когда границы слоев перпендикулярны узким стенкам золновода. Показано, что в таком волноводе может происходить резонансное ослабление волны, которое обусловлено резонансом Еа "запертых" высших модах, а величина максимального ослабления з резонансе зависит от проводимости полупроводникового слоя. При изменении проводимости от нулевого значения в сторону увеличения наблюдается резкое уменьшение величины затухания волны на резонансной частоте, что может быть использовано для определения проводимости полупроводника резонансным методом.

Установлено, что характер зависимости затухания волны от проводимости можно изменять, как степенью заполнения Еолновода слоистой структурой в поперечном по отношению к направлению распространения вслны, так и изменением параметров диэлектрического слоя..Причем, использование диэлектриков с большим значением диэлектрической проницаемости может привести к возникновению уже двух резонанссз Н„сб и И - типа в прохождении волны основного типа. Анализ частотных зависимостей затухания волны в этом случае показал, что для одни:*: и тех же значений электропроводности полупроводникового слоя величина ослабления, на резонансной частоте меньше для более высокого типа резонанса. '

В заключении второй главы проведено исследование режимов усиления бегущей электромагнитной волны в прямоугольном волноводе с активной слоисто-неоднородной в поперечном по отношению к волновому вектору направлении полупроводниковой структурой, содержащей слой полупроводника с отрицательной дифференциальной проводимостью. На основе численного решения дисперсионного

уравнения показано, что подбором проводимости активного слоя, его положения 1 и геометрических размеров можно обеспечить как многомодовий, так и одномодовый режимы усиления.

В третьей главе исследуется дифракция волны основного типа в прямоугольном волноводе с неоднородностями в виде отрезков волно-водно-щелевых линий (ВЩЛ) конечной протяженности.

На основе решения задачи б строгой постановке, с использованием метода проекционного сшивания, была разработана методика нахождения коэффициентов прохождения и отражения волны, а такжа установившегося распределения СВЧ-подя во всем объеме волновода. Пол численной реализации методики были проведены соответствующие исследования на сходимость.

Для заданного варианта ВЩЛ был выявлен диапазон существования комплексно-связанных волн, . которые образуют некоторые запредельные моды волноводно-щелевой линии. Для анализа дисперсии этих волн был разработан численный алгоритм, основанный на методе дифференцирования по параметру. Вместо решения комплексного дисперсионного уравнения, которое для ВЩЛ представляет собой определитель, приравненный кулю, мы проводили •' численное интегрирование уравнения (7).

Однако те точки дисперсионных характеристик, в которых происходит преобразование запредельных мод в комплексные, являются для уравнения (7) особыми, в связи с чем в окрестностях этих точек необходимо использовать дифференциалы высшего порядка. Порядок определяется кратностью вырождения по постоянным распространения.

Для того, чтобы уравнение (7) можно было использовать и в особых точках, была использована следующая схема расчета Г . На частоте, где комплексных волн нет, проводим интегрирование (7) по параметру, который представляет собой проводимость диэлектрической подложки от нуля до заданного значения.?, а 'затем полагая частоту параметром и шея начальные приближения Г\ вычисленные на предыдущем этапе, из (7) находим дисперсионную характеристику. Значение с определяется, в основном, условием устойчивого численного интегрирования- в особых точках на втором этапе. Оказалось, что для рассчитываемого варианта Еолноводно-щзлевой ;зодя достаточно было ввести потери в подложку, сравнимые с тангенсом утла потерь реального диэлектрика.

Сравнение результатов проведенного расчета и экспериментальных данных по определению амплитудно-частотных характеристик показало их удовлетворительное согласие. На основании этих характеристик была установлена возможность резонансного взаимодействия волны с отрезком ВЩЛ, обусловленная наличием смешенной от центра волновода диэлектрической подложки.

Разработанная методика была использована для исследования дифракции на ВЩЛ с изменяющейся шириной щели. Необходимые для этой цели зависимости постоянных распространения волн от ширины щели находились методом дифференцирования по параметру. Для некоторых видов ВЩЛ с изменяющейся шириной щели были получены' частотные зависимости коэффициента прохождения волны, которые подтверждены результатами эксперимента. .

В четвертой главе диссертации рассматривается возможность практического использования эффекта резонансного взаимодействия с по лупроводниково диэлектрическими структурами для определения электрофизических параметров полупроводниковых пластин и электропроводности пленок.

Предложенный резонансный метод гроведения экспрессного контроля электропроводности основан ■ на изменении характера резонансного взаимодействия. ' волны с полупроводниковыми структурами при изменении электропроводности. В результате проведения на резонансной частоте численных расчетов зависимости затухания волны от проводимости а выявлен оптимальный способ размещения полупроводниковой пластины в волноводе, при котором сводится к.минимуму погрешность в определении а, обусловленная разбросом значений толщин исследуемых пластин. Установлено также, что диапазон определения электропроводности можно расширить за счет изменения поперечного заполнения волновода полупроводником.

Конструкция устройства для определения электрофизических параметров полупроводниковых пластик и проводимости пленок представляет ообой отрезок прямоугольного волновода,'в котором выполнен поперечный вырез в одной из узких и частично в широких стенках волновода. Помещая исследуемую полупроводниковую структуру в волновод на заданную глубину, определяется затухание волны на частоте резонанса, а затем по расчетным... или экспериментальным кривым - а. Такой способ позволяет определять удельные сопротивления полупроводниковых структур в широком диапазоне их значений.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные-в ходе выполнения диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложен метод расчета частотных характеристик локально-неоднородных сред в прямоугольном волноводе,' основанный на численном интегрировании системы -дифференциальных уравнений для задачи Коши.. На примерах неоднородностей с некоординатными границами показана его высокая вычислительная эффективность. Теоретически, данным методом, в экспериментально установлена степень влияния угла наклона ' тонкой диэлектрической пластины, частично заполняющей по ширине и полностью по ' высоте прямоугольный волновод, на характер изменения -резонансного взаимодействия волны с пластиной. Показано, что увеличение угла наклона относительно положения, соответствующего перпендикулярному расположению пластины по отношению к направлению распространения волны, в пределах малых углов приводит к незначительному сдвигу резонансных кривых в область больших частот. Величина затухания волны на резонансной частоте определяется потерями в диэлектрической пластине и при изменении угла наклона остается неизменной.

2. Теоретически исследована зависимость затухания волны в волноводе, содержащем слоистую структуру полупроводник-диэлектрик от проводимости и толщины полупроводника. Показано, что зависимость затухания волны от проводимости и толднкы носит существенно немонотонный характер, • Величина максимального ослабления и значение электропроводности,• при которой оно наблюдается, зависит от параметров диэлектрического сдоя. Установлено, что использование слоистой структуры полупроводник-диэлектрик для управления СВЧ-издученнем в. прямоугольном волновода позволяет увеличить диапазон изменения затухания волны при модуляции проводимости полупроводника, в том числе повышенной толщины. ' '

3. Предложен резонансный метод проведения экспрессного иераарушающаго кокт^ля электрофизических параметров полупроводниковых пластан и электропроводности &питакс:шлгных с-рукгур.

4. Теоретически установлено, что выбором определенней

геометрии заполнения волновода и типа резонанса можно расширить диапазон значений электропроводности полупроводниковых пластин и эпитаксиальных структур, определяемых резонансным методом,• а также свести к минимуму погрешность, обусловленную разбросом значений толщин исследуемых пластин.

5- Теоретически исследована дисперсия электромагнитной волны в волноводе с активной полупроводниковой неоднородностью. Предложена машинно-ориентированная методика анализа дисперсионных характеристик активных слоисто-неоднородных структур, которая позволяет определять тип неустойчивости, реализующейся в таком Бслководном усилителе, а также вычислять погонный коэффициент усиления.

6. Предложена апробирована строгая методика исследования дифракции волны на отрезке волноводно-щелевой линии конечной протяженности в прямоугольном ' волноводе. Для одного вида ВЩЛ проведен теоретический анализ влияния комплексно-связанных "вольна прохождение волной такого препятствия. Теоретически, с помощью данной методики, и экспериментально исследована дифракция волны на ВЩЛ с изменяющейся шириной щели.

7. Показано, что"численный анализ дисперсии комплексных волн в волноводно-щелевой линии может быть зс[фективно проведен с помощью метода дифференцирования по параметру. Расчет дисперсии сводится з этом случае к интегрированию комплексного дифференциального уравнения первого порядка.

8. Теоретически и экспериментально установлено, что амплитудно-частотная характеристика ВЩЛ конечной протяженности может иметь резонансный характер, обусловленный наличием смещенной от центра волновода диэлектрической подложки.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ , ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Занин В.И., Тяпухин П.В., Яровой Г.П. Анализ волноводного СВЧ-усилителя на основе распределенного диода Ганна // Тез. докл. х Всесоюзной конференции "Электроника СВЧ".» Минск : Изд-во Минского радиотехнического института, 1983.- Т.2.- С.182.

2. Зайцев В.В., Занин В.И., Тяпухин П.В. Исследование взаимодействия электромагнитной волны с активней Ьлоисто-неоднородной полупроводниковой структурой в прямоугольно** волноводе // Mes-

о

вузов, науч. сборник.- Саратов :Изд-во Саратовского университета, 1985.- 4.2.- С.103.

' з. Зайцев В.В., Занин З.И., Тяпухия П.В. Дисперсионные характеристики активного слоистс-неоднородного прямоугольного ,волновода // Межвузовский сборник "Распространение и преобразование сигналов в направляющих системах".- Куйбышев : Изд-во Куйбышевского университета, 1986,- С.24-29-

4. Зайцев В. В., ЗашшВ.И., Тяцухин П. В. Дисперсия электромагнитной волны в прямоугольном волноводе с активной полупроводниковой неоднородностью // Электронная техника. Сер. Электроника CLL- 1987.- Вып.3(397).- С.27-29.

5. Занин В.И.. Никишов В.Н.. Яровой Г.П. Дифракция основной волны на ВЩЛ конечных размеров в прямоугольно*', волноводе // Тез. докл. Ii Всесоюзной школы-семинара "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниково-диэлектрическши структурами". - Саратов : Изд-во Саратовского университета, 1988.- Ч.2.- С.139-140.

5. Зайцев В.В., Занин В.И., Никишов В.Е. Резонансные характеристики волководно-щелевого фильтра // Тез. докл. ш Всесоюзной научно-технической конференции "Математическое моделирование и САПР радиоэлектронных систем СВЧ на объемных интегральных схемах".- Суздаль.- М.: Радио и связь, 1989.- С.129.

7. Занин В.И., Усанов Д.А., Феклистов В.Б. Взаимодействие электромагнитной волны с двухслойной структурой подупроводник--рэлектркк в иряыоугольком волноводе // Тез. докл. Всесоюзного семинара "Математиче кое моделирование физических процессов з антенно-фидерных трактах",- Саратов- : Изд-вс Саратовского университета, 1990.- С.зз.

Заш;н В.И., Никишов В.Н.', Усанов Д.А. Дифракция основной волны на нерегулярной ИДЯ конечных размеров в прямоугольном чодцоводе // Тез. докл. Всесоюзного семинара "Математическое моделирование физических процессов в аятенно-фядеркых трактах".-Сайтов -• Изд-во Саратовского университета, 1990.- С.34.

9. Занин В.К., Усанов Д.А. Комплексные ео-чн в г^лноводно--щелавоП линии // Тгз. докл. III Всесоюзной школы-сенниара "Взаимодействие электромагнитных вочн с твердь-мн холя.\5". -Саратов : Изд-во Саратовского университета, 1491.- с.

10. За:ша В.И., Усанов Д.А., <Х>е1ишстов В.Б. Использование волконодно-жалектрнческош резонанса для СЕЧ-диагностики -?лу-

проводников // Тез. докл. семинара "Новые применения миллимет-рзвых если в Еародном хозяйстве". - Саратов : Изд-во Саратовского университета, 1991.- С.28.

11. Занин В.И., Енкипов В.Н., Усанов Д. А. Дифракция волны Нч--гипа на отрезке ВЕН в прямоугольном волноводе с учетом комплексно-связанных волн // Тез. докл. IV Всесоюзной научно-технической конференции "Математическое моделирование и САПР радиоэлектронных и вычислительных систем СЗЧ и КВЧ на объемных интегральных схемах (СИС)".- Волгоград : Изд-во МГП ВНТОРЭС ил. A.C. Попова, 1991.-

12. Занин З.И., Усаноз Д.А. Алгоритм расчета дисперсии комплексных веян в Еогнозодно-шелевой линии // Тез. докл. I Украинского симпозиума "Физика и техника миллиметровых и субмиллиметро-вкх волн".- Харьков : Изд-во Харьковского университета, 1991--- 4.1.- С.29.

13- Занин В.И., Усанов Д.А., Оеклистов В.Б. Зависимость затухания золны в волноводе, содержащем двухслойную структуру полупроводник-диэлектрик, от проводимости и толщины полупроводника // Изв. вузов. Радиофизика.- 1992.- Т.35.- й S.- С.715-723.

14. Занин В.И., Нккишов В.Н., Усанов Д.А. Частотные характеристики отрезка ВЕЛ в прямоугольном волноводе // Межвузовский сборник научных статей "Математическое моделирование волновых процессов в электродинамических системах СВЧ".- Самара : Изд-во Самарского университета, 1992.- С.66-78. 5

15. Берестнез Д.П., Зайцев Б.В, Занин В.И. Численный анализ частотных характеристик цилиндрических неоднородяостей в волноводах /'/ Электродинамика :: техника СЗЧ и K34.-1993-- Вып.З.- С. 5-916. Занин 5.И., Усанов Д.А., Секлистов В.Б. Определение

электрофизических параметров полупроводника волноводным резонансным методом // МеззузоЕ:кий сборник научных статей "Электродинамика слоисто-неоднородных структур СВЧ".- Самара : Изд-во Самарского университета, 1995-- C.ss-99.

17. Закин В.И., Усанов Д.А., Феклистов В.Б. Исследование дифракции волны ;Н на наклонной диэлектрической пластине в прямоугольном зсдновод'.г // Межвузовский сборник научных статей "Электродинамика слоисто-кеоднсродных структур СВЧ".- Самара : Изд-во Самарского университета, 1995.- С.52-58.

- С.35-