Рассеяние волноводных волн на щелевых и вибраторно-щелевых неоднородностях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Харк1вський державний утверситет

ЯЦУК Людмила Прокошвна

На правах рукопису УДК 621.372.821

Розсиовання хвилеводних хвиль на щшинних i в1браторно-щшинних неоднорщностях

01. 04. 03 — радюф1зика

Автореферат дисертацп на здобуття наукового стуленя доктора ф1зико-математичних наук

XapKÎB — 1998

Дисерташею е рукопис.

Робота виконана у Харшвському державному ушверситет1, М1н1стерство освгги Укра'ши.

Офщшш опоненти:

—доктор 4пзико-математичних наук, професор КИРИЛЕНКО Анатолш Опанасович, 1нститут рад1оф1зики i електрошки HAH Украши, м. Хар-KiB, зав. вщдтом; —доктор техшчних наук, професор ЛОБКОВА Любов Михайл1вна,

Севастопольский державний техшчний ун'шерситет, зав. кафедрою; — доктор ф1зико-математичних наук, старший науковий сшвроб1Тник НАЙДЕНКО BiKTop 1ванович, Нацюнальний техшчний ушверситет "КПГ', м. Ки1в, старший науковий сшвроб1тник.

Провщна установа

Харывський державний техшчний ушверситет радюелектронши, кафедра теоретичних основ радютехшки, М1н1стерство освети Украши.

Захист вщоудеться « 1998 р. о i^L годит на

засщанш спешал1зовано1 вчено! ради Д 64.051.02 Харивськогодержав-ного ушверситету: 310077, м. Харив, пл. Свободи, 4, ауд. $ .

3 дисертащею можна ознайомитися у Центральной науковш 6i6nioTeui ХДУ, м. Харк1в, пл. Свободи, 4.

Автореферат розюланий

Вчений секретар спещалгзовано! ради

ЧЕБОТАРЬОВ B.I.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть теми

Удосконалення радюф1зичних метод1в дослщження у традищйних галузях радюф!зики — системах зв'язку, радюуправлшня та радю-телеметрн, радшлокацп та радюнав1гацй, у радюастрономп, освоенш коскпчного простору, а також проникнення IX в народне господарство, бюлопю, медицину, захист навколишнього середовища — ставить перед наукою в галуз1 радюф1зики нов! проблеми. Одшею з них е ство-рення елементноГ бази канал1зуючих пристрош 1 прилад1в НВЧ 1 КВЧ - д!апазошв, що задовольняють шдвищеним вимогам, яю до них пред'-являються. Мова йде про надшшсть зв'язку, точшсть реал1зацп за-даних поляризацшних, напрямлених, енергетичних I ддапазонних характеристик антенних випромшювач1в 1 опромшювач^в, поляризатор1В, фшьтр1в, вщгалужувач1в 1 дшьншнв потужност! при використанш1'х в екстремальних умовах для масо-габаритних параметр1в, а також при необхщноеп урахування навколишньо\' електромагштноТ обстановки. Для синтезування пристрош, шо задовольняють вказаним вимогам, необхщне завчасне вивчення ф1зичних властивостей окремих елемен-т!в в залежноеп вщ цшого ряду геометричних 1 електричних пара-метр1в. У зв'язку з багатопараметричшстю елемент1в НВЧ-тракт1в, що розглядаються, експериментальне дослщження може стати дуже довгим и дорогим. Тому тут безпсрсчно важливу роль вадграе мате-матичне моделювання реальних об'ект1в для подальшого використання адекватних моделей в САПР. Таш модел1 можуть бути одержан! тшьки на основ! розв'язку крайових задач электродинашки у стропй постанови!. Одним з дуже важливих клаав прикладних задач е математичне моделювання щшинного зв'язку сум1жних електродинам1чних об'ем1в, кожним з яких можуть бути хвилеводи, резонатори, вшьний нашв-прост1р. Це сугубо векторш задач!, що визначае Гх складшсть. До цього часу достатньо добре 1 повно розроблена теор1я вузьких щшин з координатними межами в боковш поверхш щеально провщних регуляр-них однорщно заповнених хвилевод1в. Але для розширення функшо-нальних можливостей елемент!в НВЧ-тракт1в ¡, вщповщно, щшинних елемент1в зв'язку доводиться вдаватися до ряду ускладнень, таких як використання похилих (некоординатних) щшин для одержання поля з круговою поляризац!ею; введения в порожнину щшини керуючих еле-

мент1в, яш вшграють роль комутатор!в або регулятор1в резонансно!' частоты щшини; використання хвилевод!в з уповшьнюючими структурами для зменшення вщстаней м1ж щшинами I управлшня куточа-стотною залежшстю в скануючих репптках; розташування (щлсспря-моване чи вимушене) поблизу щшин розсшючих пасивних вiбpaтopiв (для збудження невипромшюючих щшин або при побудов! сумкних в!браторно-щшинних граток).

Информащя про розв'язання задач розсшвання хвилеводних хвиль на ускладнених щшинних 1 в1браторно-щшинних неоднорщностях на-веденого типу до наших роб!т в науковш литератур! або зовам була вщсутня. або була недостатньо повною. 3 ще! причини не завжди було вщомо, як! ф!зичщ законохирнос-п розсшвання можна чекати у цих ви-падках. Ряд експериментальних ф1зичних факт1в був незрозумшпм, внаслщок чого одержувалась !'х помилкова штерпретащя, що перешко-джало усшху реал1зацп вщповщних техщчних розробок.

Ця робота присвячена проблем! пошуку нових пщход!в до розв'язання задач розсшвання хвилеводних хвиль на неоднорщностях целинного типу, що розглядаються, з перел!ченими ускладненнями структура Внасл!док розв'язання нових задач розробленими методами одержан! нов! ф!зичш результати, надана електродинам!чна штерпретащя ряду вщомих ран1ше експериментальних фаючв. Усе це розширюе наш! уявлення про ф1зичш процеси, що мають м!сце у пристроях НВЧ, розкривае додатков! можливост! !'х удосконалення, що ! визначае акту-альшсть теми дисертаци.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дослщження, що проведен! у робот!, стимулювались тематикою НДР, як! на протяз! багатьох рок1в виконувались кафедрою прикладно! електродинамши ХДУ в межах науково!' м!жвуз!вськоТ програми "Ви-пром!нювання" (проблеми N 1, 5, 4, 2). Природне продовження пих дослщжень т!сно пов'язане з прюритетними напрямками розвитку науки ! техн1ки (п.7 - "Перспективш !нформац!йн1 технологи, припади комплексно!' автоматизацп, системи зв'язку") в рамках координашй-них плашв науково-досл!дних роб1т Мдшстерства осв!ти УкраА'ни. Результати роботи увшшли у зв1ти за держбюджетними НДР (номери держреестрацп ИА 100 8658 Р, ИА 100 8659 Р, 11А 100 8687 Р, 11А0194 и 018563, 0194 и 018564 та шш).

Мета I задач1 дослщження

1. Дослщження фундаментальних питань проблеми зб1Жносп в задачах збудження порожнистих 1 навантажених хвилевод1в магтт-ними струмами при розв'язку Гх методом власних хвиль 1 за допомогою фунгацй Грша для поля 1 векторного потеншалу.

2. Розробка нових тдход1в до розв'язання задач розствання хви-леводних хвиль на поодиноких та багатоелементних щшинних 1 в1б-раторно-щшинних неоднорщностях, створення ефективних розв'язюв конкретних задач розсдавання на неоднорщностях з ускладненнями структури, що розглядаеться, такого типу як:

• довшьне розмвдення взаемодшчих щшин;

• заповнення щшин шаруватим Д1електриком;

• заповнення хвилеводу 1з гцтиною шаруватим д!електриком або магштод1електрлком;

• введения у хвилевщ сповшьнюючоТ системи типу "гребшка";

• розмицення иоблизу щшини тонких розсшючих в1братор1в як все-редит , так 1 зовш хвилеводу;

• розмвдення на кшш хвилеводу довольного вщбиваючого наванта-ження.

3. Дослщження ф1зичних закоцом1риостей, що проявляються у процеа poзciювaння хвилеводних хвиль на зазначених щшинних 1 в1б-раторно-щшинних неоднорщностях, к електродиналачна ¡нтерпреташя 1 узагальнення.

Наукова новизна одержаних результате

Розв'язано низку нових задач розаювання хвилеводних хвиль на щшинних 1 в1браторно-щшинних неоднорщностях, головною трудшстю в яких е етап визначення поля, збудженого магштним струмом в област1 джерела. Запропоноваш 1 реал1зоваш нов1 пщходи до розв'язування задач збудження там, де традицшт методи приводять до розбЬкних розв'яз1ав. Вперше проведено пор1вняльний анал1з структури розв'язшв 1 процесу зб1жност1 в задачах збудження хвилевод!в повздовжшми маг-штними струмами в обласп !х розташування, одержаних методами власних хвиль 1 тензорних функцш Грша двох тишв: для поля 1 векторного потенщалу. Пщкреслюеться непридатшсть для розрахункчв

одержаних першими двома методами розв'язюв. Запропонована мо-дифжашя методу власних хвиль, яка дозволяв одержати зб1жннй роз-в'язок в облает! джерела шляхом розкладення розб1жного доданка, при-сутнього у розв'язку, за потенщйними функщями. Надано обгрунту-вання помилковост1 традишйного уявлення про те, що у вираз1 для магштно! функцц Грша слщ пропускати доданок, який вщповщае вш-сутност1 вар!аци поля у поперечному перетиш хвилеводу. Вперше показано, що роль утрати цього доданка наростае ¿з зменшенням висоти прямокутного хвилеводу 1 призводить до суттевого розходження (до 7% у хвилевод1 23x5мм) розрахункових I експериментальних даних для ре-зонансних частот повздовжшх гцшин. На шдстав1 одержаних розв'язив виявлено ряд непередбачених ф1зичних законом1рностей:

• наявшсть внутршнього взаемного зв'язку ортогональних плечей Х-под1бно1 щшшш 1 викликаш ним таш явища: зниження (вщ 1 до 0.64 у конкретному випадку) оч1куваного високого коефвденту елштичност1 для резонансно! щшини, нсможливкть досягнення високо! напрямленост! у сшвосному напрямленому вщгалужувач1 (НВ) з резонансним отвором зв'язку вказано! форми, обмеження р1вня коефвденту напрямленост1 (не бшьше 25 дБ) в ортогональному НВ ¡з Х-подШним отвором зв'язку;

• втрата випромшюючо! зд!бност1 резонансною повздовжньою шь линою, довжина яко! в швтора рази бшьше сповшьнено! довжини хвил1 у хвилевод^

• "подовження" резонансно! щшини при наближенш до не"! метал е-вого екрану у пор1внянш з нашвхвильовою довжиною 1 наростання цього "подовження" з! збшьшенням ширини щшини;

• надзвичайне (в десятки 1 сотш раз1в) збтьшення добротное^ щь лини, частково або повшстю заповнено! щеальним д1електриком, яка резонуе на вищих просторових гармошках функцн розпод1лу струму.

На захист виносяться тша положения :

1. Досл1джеш фундаментальш питания проблеми зб1ж-ност1 в задачах збудження порожнистих та навантажених хви-левод1в повздовжшми магштними струмами, що розв'язують-ся методом власних хвиль 1 за допомогою тензорних функцш

Грша. Вивчет умови, при наявност1 яких можливе одержання розв'язку у виглядi единого зб!жного ряду, вказат загальт принципи побудови зб!жного розв'язку у випадках, коли щ умови не виконуються.

1.1. Встановлено, гцо розв'язок для магттного поля Н у ьи-гляд{ единого збгжного ряду може бути побудований тыьки в раз1 одноргдно заповнених регулярних хвилеводгв, де гснуютъ Н- i E-xвuлi г мае мгсце виродження власних чисел потенцшних Ь г вихревих влас-них вектпорних функцш N.

1.2. Показано, гцо у хвилеводах, де не можутъ хснувати Н-хеил{, для одержання зб1жного розв'язку в процесг побудови функцп Гргна сл1д вибирати повздовжтй напрямок, перпендикулярний лти струму, або безпосереднъо розв'язувати р{вняння Максвела за допо-могою ттеграла Фур'е.

1.3. Запропоновано нову модифгкацт методу власних хвилъ: по-будова розв'язку шляхом розкладання розб{жного доданка в ряд за потенцгйними функцгями. Показана перевага цгег модифгкацп в поргв-няннг з побудовою р1зничних ряд{в.

1.4- Показано, що традицгйне вилучення з ряду у розклад1 магттного поля доданка, який не залежитъ в(д координат поперечного перетину хвилевода, приводить до по милок у розрахунках резона неких част.от та елемептлв матрищ розегювання повздовжтх щглин, особливо значних для низъкопрофыъних хвилеводгв.

2. Розв'язаний цикл нових, важливих для практичних за-стосувань задач розсповання хвилеводних хвиль на щшинних та в1браторно-щшинних неоднорщностях, де особлива увага придшяеться знаходженню поля в облает! джерела, коли ме-жов1 умови задач1 ¡стотно ускладнюються.

2.1. Запропоновано, нова методика розе 'язування задачг збудження хвилевода в област{ джерела довыъно розмщеною похилою щыиною. яка використовуетъся як складовий елемент в щитах складног форми для випромтювання поля з елттичною поляризацгею, або як елемент зв 'язку в напрямлених вгдгалужувачах. На основг одержаного розе 'язку виявлений взаемний зв'язок ортогональних плечей Х-подгбног щглини, досл1джений його вплив на поляризацгйнг властивостг Х-щиини, одержана нова умова випромтювання нею поля з круговою поляризацгею, показана можливгетъ настройки щег щглини на кругову поляризацгю за допомогою вгдбиваючого ктцевого навантаження.

2.2. Побудована математична модель г дослгдженг ф{зичт вла-стивостг координатних щыин при заповнент гх шаруватим д1елек-триком для 8ерметизацп, змти резонансног частоти чи {мгтацп впро-ваджених в щыину керуючих елемент1в. Результаты розрахунтв тд-твердженг експериментом.

2.3. Розв'язанг задачг розсжвання осноеног хвилг повздовжнгми г поперечними щглинами в прямокутних хвилеводах з гребткою г шаруватим д1електричним чи магттод!електричним заповненням, гцо дозволяв цыеспрямовано змгнювати режим роботи хвилевода для ке-рування фазуванням г д1апазонними властивостями прор1заних у нъому щыин. Проведений багатопараметричний поргвняльний анал1з резо-нансних властивостей та еипромтюючог спроможностг щыин у по-рожнистому та навантажених хвилеводах. Виявленг фактори, що сприяютъ "подовженню" чи "скороченню" резонансног щыини у порге-няннг з половиною довжини хвилх.

2-4■ Побудоват математичш модел1 ряду в1браторно -щыинних випролинювач1в гз дротяними розствачами, що навмисно (як керуючг елементи) чи вимушено (у сумгсних вгбраторно-щыинних антенах) розташоват поблизу щыини всередит чи зовнг хвилевода. Вивчет фгзичт властивостг таких випромтювачю у випадках, коли е1бра-тори гдеально провгдт або мктятъ зосередженг чи розподыет гмпе-данст включения.

2.5. Проведено узагалънення одного гз в1дом.их методгв посл1дов-них наближень розрахунку амплтудно-фазового розподглу напруг у лгтйнгй систем1 взаемодтчих по внутршнъому г зовнгшнъому простору щыин на випадок, коли щыини проргзанг у сттцг хвилевода ктцевог товщини, а в ктщ хвилевода е довыьне вгдбиваюче наван-таження. Показанг переваги цъого методу перед гншими.

В1рогщтсть результатов роботи забезпечуеться стропстю постановки задач при побудов1 математичних моделей, обгрунтоватстю до-пущень, що приймаються, використанням математично коректних ме-тод1в, Правильшсть одержаних розв'языв перев1рена шляхом зд1нс-нення граничних переход!в, розв'язком тестових задач, експеримен-тальною перев1ркою розрахункових даних, а також пор1внянням Тх з результатами шших автор1в.

Практичне значення одержаних результате

Практична цштсть роботи полягае у подалыиому. Одержан! роз-в'язки 1 анал!з проведених на \'х пщстав1 розрахуншв дали можллвк-ть зробити ряд узагальнень щодо резонансних, енергетичних 1 поляри-зацшних властивостей поодиноких щшин 1 Тх систем у порожнистнх 1 навантажених хвилсводах, що дозволяе завбачувати законом1рност11х поводження при зм1ш геоиетрично!' 1 ф1зично1 структури системи, що розглядаеться. Це створюе передумови устшного використання одержаних результат1в в САПР складних виромшюючих 1 канал1зуючнх систем НВЧ 1 КВЧ д!апазошв, у яких використовуються щшинш ви-пром1нювач11 елементи зв'язку — поодинок1, багатоелементш, а також у поеднанш з в1браторними розсшвачами.

Основш результати 1 висновки дисертацп можуть бути рекомендован! для використання в 1РЕ НАНУ, Р1 НАНУ, ХДУ, ХДТУ радюе-лектронпш, а також у ряд! установ радютехшчного профшю.

Особистий внесок здобувача

При проведенш сумюних роб1т, опублпсованих у сшвавторств!, особистий внесок здобувача полягае в постанови! задач, вибор1 ! ро-зробш метод1в !'х розв'язання, одержаны! в загальному вигляд! ряду розв'язк!в, що доведен! до конкретних формул сп!вавторами, в обго-воренн! розрахункових результат!в, виявлент, трактовц! та узагаль-ненн! фЬичних законом!рностей. Приведен! в робот! розрахунков! формулы ! вс! математичш вирази, що щюструють теоретичн! положения дисертацп, якщо це особливо не обумовлюеться, одержан! особисто автором. Шд кер!вництвом автора щё' роботи за матер1алами оиу-блпсованих у сшвавторств! статей тдготовлеш та захищен! 3 кандидатом дисертацп, як! цитуються в основному текст! дано! докторськоУ дисертацп.

Апробавдя результате дисертацп

Матер!али дисертацп були представлен!! обговорен! на:

Всесоюзних наукових сеаях товариства !м. А. С. Попова, присвя-чених Дню рад!о XXXII (Москва, 1972), XXXIII (Москва, 1977), ИЛИ (Москва, 1987); Всесоюз. конференцп "Електромагштна сумкшсть ! пристро! НВЧ" (Ки1В, товариство "Знания " УРСР, 1977); Всесоюз-

ному НТС з прикладно! електродинамши (Москва, МЕ1, 1981); Всесоюзному семшар1 "Ршення внутр1шшх крайових задач електроди-нaмiки" (Ростов-на-Дону, 1984); Всесоюзнш науковш конференцп "Ав-томатизашя проектування прилад!в 1 систем надвисоких частот" (Крас-ноярськ, 1984); конференцп "Хвилеводт системи 1 пристро! " (Дншро-петровськ, 1984); Всесоюзному НТС "Хвилеводт елементи антенно-фщернихпристроГв" (бреван, 1985); Всесоюзному НТ симпоз1ум1 "Елек-тромагн. сумкшсть радюелектронних засоб1в" (Харюв, 1986); м1жву-з1всыай наук.-практичн. конференцп "1нтегральш, хвилеводт 1 смуж-ков1 НВЧ елементи зв'язку" (Куйбишев, 1987); I Всесоюзнш школ1 -семшар1 "Методи подання 1 обробки випадкових сигнал1в 1 пол1в" (Туапсе, 1987); респ. НТ конференцп втащлв в облает! електромагштно! сумшност1 (Вшниця, 1987); Всесоюзних НТ кoнфepeнцiяx "Прилади 1 методи прикладно! електродинамши" (Одеса, 1988, 1991); Всесоюзнш НТ конференцп "Проблеми удосконалення радюелектронних комплекс!в I систем забезпечення польот1в" (Кшв, 1989); Всесоюзному семшар1 "Математичне моделювання 1 САПР радюелектронних систем НВЧ на 01С" (Суздаль, 1989); Всесоюзному НТ семшар1 "Математичне моделювання 1 утворення САПР для розрахунку, анаЛ1зу 1 синтезу антенно-фщерних систем 1IX елеменэтв (Ростов Ярославський, 1990); Всесоюзних НТ конференшях "Фазоваш антенш реиптки 1 !'х елементи: автоматизашя, проектування 1 вим1рювання" (ФАР-90 1 ФАР-94, Казань, 1990, 1994); Всесоюз. семшар1 "Математичне моделювання ф!знч-них процеав в антенно-фщерних трактах" (Саратов, 1990); XVI НТ конференцп НД1 "Приборобудування" (Жуковський, 1991); М1жрегю-нальнш НТ конференцп " Складш антенш системи 11х компоненти. Те-ор!я, застосування, експериментальш дослщження" ( Леншград, 1991); Miжнapoднoмy симпоз1ум1 УРС1 "Ф1зика 1 техника м1л1метрових 1 суб-мЫметрових хвиль" (Харюв, 1994); М1жнароднш науково-техшчнш конференцп "Сучасна радюлокащя" (Кшв, 1994); М1жнар. симпоз1ум1 УРС1 "Електромагштна теор!я" (Санкт-Петербург, 1995); М1жнарод-ному симпоз1ум1 КЛАМТ ("Сучасш уешхи у мшрохвильовш технологи", Ки!в, 1995); 4-й, 5-й Кримських конф. и виставках "НВЧ-технологп та супутников1 телекомуншкац.технологи'.— (Севастополь, 1994, 1995); 6,7-й М1жнародних Кримських конференциях "НВЧ-техшка та телеко-муншацшш технологи'.— (Севастополь, 1996, 1997).

ПублЬсацп

Результата дисертацп опублпсоваш у бшьше шж 50 статтях в нау-кових журналах та зб^рниках, 5 депонованих статтях, препринт!, понад 40 матер1алах 1 тезах наукових конференщй 1 симпоз1уМ1В. Найбшьш фундаментальш роботи цитуються у текст! дисертацп та внесен! в список опублшованих роб1т, приведений в автореферат!.

Структура 1 обсяг дисертацп

Дисерташя загальним обсягом 333 сторшки складаеться ¡з вступу, 8 роздЫв, вивод!в, мктить 73 рисунки на 57 сторшках, списку внко-ристанпх джерел !з 176 найменувань 1 додаток на 17 сторшках.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

У Встуш поданий стислий облис вщомих метод1в розв'язування задач розсшвання на неоднорщностях у хвилеводах, зокрема, щшпн-них; показана необхщшстьрозв'язання нових задач, перераховаш труд-нош!, що виникають при цьому, сформульована актуальшсть темп дисертацп; вказаш шл! дано'! дисертацп, приведен! структура ! стислий змкт роботи, викладен! основш результати ! положения, що ви-носяться на захист.

Перший роздш у великш лпр! носить оглядовий ! основополож-ний характер. У ньому сформульована постановка задач розсшвання хвилеводних хвиль на щшинних ! в!браторно-шщинних неодноршно-стях, стисло проанал!зован! пщходи р!зних автор!в до !'х розв'язування. Обгрунтовано обраний шлях розв'язування поставлених в надан!й робот! задач, в основу якого покладений метод Гальоркша з використан-ням тригонометричного базиса повних областей. Представлен! р1в-няння ! загальн! вирази, що використовуються теля цього на протяз! ваа роботи. Зокрема, записана система лшшних алгебраГчних р!в-нянь (СЛАР) Гальоркша для багатоццлинно! системи з урахуванням товщинн ст!нки хвилеводу ! довшьного числа базисних функц!й для опису тангенщально!' складово! електричного поля на поверхш кожно! з! щшин. П!дкреслюеться, що найважлив!шим етапом розв'язування задач! розс!ювання е розв'язання задач! збудження поля задании дже-релом у облает! його розташування. Остання обставина ускладнюе хщ розв'язування задач'1, особливо у раз!, коли поле збуджуеться магшт-ним струмом. Тому основна увага в цьому випадку надаеться анал!зу

р!зномаштних метсдав розв'язання задач1 збудження. Обговорюються методы власних хвиль Л.А. Вайнштейна, тензорних функщй Грша для поля 1 векторного потенщалу, можливкть тотожного перетворення роз-в'язюв, одержаних р!зними засобами, одного в шшс. Особливо уважно анал1зуеться природа позасумарного розб1жного доданка у розв'язку задач! збудження хвилеводу повздовжшм магштним струмом, який одержано методом власних хвиль. Шдкреслюеться доведений шшими авторами факт, що позасумарний доданок зумовлений присутшстю у розв'язку потенцшних функшй, робиться висновок про те, що його можна розкладати в ряд тшьки за потснцшними функщями. Показано, що в раз1, коли мае М1сце виродження власних чисел потенцшних 1 вихрових векторних функцш, е можлив1сть одержати розв'язок у ви-гляд1 загального збшного ряду, точно такого ж, як 1 при розв'язанш задач! збудження за допомогою повно! тензорно! функцн Грша для векторного потенщалу. У цьому ж роздш1 показано, що неявна присут-шсть потенцшних функцш у вираз! для тензорно! функцп Грша при-зводить до необхщност! урахування члена ряду, що вщповщае вщсут-ност! вар1ацп поля в двох головних напрямках поперечного перетпну прямокутного хвилеводу. Вперше необхщшсть урахування цього доданка була вказана Б. М. Машковцевим у монографп 1963 р. Але шсля цього на иротяз1 багатьох рошв вш опускався бшышстю дослщниюв в згаданш област1 на тш пщстав1, що хвил1 з шдексом "00" не ¡снуе. По-тенцшш функцй були просто забуть Урахування зазначеного доданка приводить до ¡стотного зближення розрахункових 1 експерименталь-них даних для елементо матриц! розсшвання повздовжньо! й похило! щшин, особливо у низькопрофшьних хвилеводах.

У другому роздЫ розглядаються довшьно ор!ентоваш щшини у боковш поверхш прямокутного хвилеводу. Перш за все розв'язуеться задача збудження хвилеводу похилою щшиною. Припускаеться, що електричне поле на поверхш щшини напрямлено поперек щшини, по-стшне в цьому напрям1, а його розподш уздовж щшини описуеться набором просторових гармоник функцп розподшу такого типу:

= и)

де "м" 1 "и" — координатш ос! уздовж ! поперек щшини, V0 — орт уздовж оа ь; Ь, д. — довжина ! ширина щшини.

Складншть розв'язання задач1 збудження хвилеводу похилою щкш-ною зумовлена появою при ¡нтегруванщ по площиш шшини областей, в яких змшш не вщокремлюються. Це пов'язане з отим, що в тра-дицшному поданш функнп Грша залежшсть вщ повздовжньо1 коордп-нати г описуеться кусково-гладкою функщею (наприклад, е~~ ~ I для нескшченного хвилеводу). Щоб обминути цю трудшсть, в робот1 пропонуеться такий прийом. По общдо сторони вщ гшлини обрат поперечт перетини 5ц 1 5x2, яы обмежують область хвилеводу, що мктить щшину. Область хвилеводу М1Ж 1 >5x2 названа фктивнпм резонатором. Поле в ньому визначаеться як поле магттних струм1в, розподшених по метал!зованих поверхнях щшини 1 поперечних пере-тишв 5x1 I 5x2- Магштш струми на поверхнях 5x1 1 5.12 однозначно пов'язаш з електричними полями, збудженими щшиною за межами област1 п розташування, тому вони визначаються достатньо просто. Вщповщно до теореми единоеп, поле в такому фиктивному резонатор! тотожно ствпадае з полем, збудженим щшиною у нескшченному хви-леводь Поле у фптгоному резонатор! представляеться у вигляд1 роз-кладу в ряд за вихровими1 потенщйними векторними функциями М, .V, Ь або визначаеться за допомогою тензорно! функци Грша для векторного потенщалу, що дозволяв одержати розв'язок у вигляд1 подвшнцх, а не иотрщних ряд1в. Розроблену методику доцшьно застосовувати та-кож при знаходженш поля пщ щшиною у нашвнесюнченному хвилевод1 чи довгому резонаторь Одержаний розв'язок задач1 збудлсення вико-ристано для знахождення внутр1шшх взаемних провшностей довшьно ор!ентованих ыдлин у нескшченному хвилеводь

В цьому ж розд1л1 одержано вираз для зoвнiшньoí взаемно1 провщ-ност1 двох довшьно ор1ентованих щтин, що випромшюють у нашв-прост!р, обмежений нескшченним плоским щеально провщним екра-ном. Одержаний вираз представлено у вигляд1штеграла, пщштеграль-ний вираз якого у випадку шдлин, що перетиняються, мае особливкть виду 1/|г — г'|, яка ¡нтегруеться. Якщо щшини не перетиняються, осо-бливкть вщсутня. Таким чином, одержаний вираз виявляеться при-датним для чисельного штегрування у випадках рознесених, близько розмщених шшин 1 нав1ть щшин, що перетиняються. Вш може бути використаний для розрахунку будь-яко'1 комбшацп вузьких щшин, що випромшюють у вшьний нап-1Впрост1р.

Дал! проведений докладний анал!з резонансних властивостей вузьких щшин у широкш стшщ прямокутного хвилеводу. Показано, що

на вщмшу вщ BÎ6paTopiB у вшьному npocTopi, довжина L резонансно!' щшини може бути як меншою, так i бшьшою половини довжини хвпл1 Л у вшьному npocTopi. 1ншими словами, ш притаманне як скоро-чення {L/Xp < 0,5), так i подовження (L/Xp > 0,5). Пом1чено, що подовженню щшин сирияе наближення до них металевого екрану. Гео-метрично довгим щшинам притаманне подовження, коротким — ско-рочення. Дослщжена ширина частотних характеристик елемедтв ма-трищ розсшвання щшин, яка ктотно залежить вщ довжини щшин, ïx opieHTauiï, змнцення щодо oci хвилеводу, його висоти, типу зовшш-нього електродинам1чного об'ему. Зроблений висновок про те, що не молена буквально переносити властивост! Bi6paropa у вшьному про-cTopi на щшини у хвилеводь

Розв'язання задач1 збудження хвилеводу похилою дцшиною роз-крило можливкть докладного дослщження ф1зичних властивостей .Y-под1бних щшин у широкш стшщ прямокутного хвилеводу, проведеного в третьому роздш. Тага щшини використовуються для випромшю-вання поля з елштичною та круговою поляризащею, або як елементи зв'язку у хвилеводних напрямлених вщгалужувачах. Як з'ясувалося, М1Ж плечима А'-щшини icHye всередиш хвилеводу взаемний зв'язок, що перешкоджае одержанню поля i3 круговою поляризащею при ви-промппованш у вшьний npocTip, а також одержанню biicokoï напрям-леност! в cniBocHHX напрямлених вщгалужувачах (НВ) з резонансними Х-под1бними елементами зв'язку. Необхщна для випромшювання поля з круговою поляризащею i забезпечення високо'д напрямленост1 умова V1/V2 = ±г (Vi, V2 — напруги на щшинах, г — уявна одиниия) викону-еться, якщо повн1 власна Yq, взаемна У12 провщноеп плечей Х-щшнни i аргумент магшторушшно1' сили tp на одному ¡з них пов'язаш сшввщ-ношенням

У12 _ cos2y?

У0 l+sin2</

1з цього стввщношення випливае, що резонансна щшина (1тУо = 0) у середит робочоГ смуги хвилеводу не може випромшювати поле Ï3 круговою поляризащею, оскшьки Уц. як з'ясувалося внаслщок розрахун-kîb, е комплексною величиною, пор1вняною за абсолютним значениям i3 У0- Висока напрямлешеть (и 25 дБ) притаманна тшьки ортогональному СВ завдяки тому, що взаемш провщност! плечей X -щшини в нижньому i верхньому хвилеводах, як показано в po6oTi, мають проти-лежн1 знаки i компенсують одна одну. Вщсутщсть ¡деальноУ напрямле-

nocTi пояснюеться вщсутшстю щеальноТ симетричностч розподшу поля уздовж noximoi mi лини.

В цьому ж роздш5 розглянуте питания про впллв вщбигав вщ кшцевого навантаження хвилеводу на коефщ1ент елштичносп поля, що випромшюеться Х-щшиною, i и енергетичш параметр». Показано, ндо модуль i фазу коефщента вщбиття вщ навантаження можна пшбрати таким чином, щоб коеф1щент елштичносп збшьшився, досягнувши значения, близького до одинищ. Одержано вираз для кое-фЩента вщбиття вщ навантаження R на кшщ хвилеводу, при якому виконуеться умова V1/V2 = ±г. В разК коли <р = тт/4 (рашше припус-калося, що це е умова випромшювання Л'-щшиною поля з круговою поляризащею), цей вираз для резонансно! щшини приймае вигляд:

д = ei27io«o (3)

9е-91о W

Де 7ю — повздовжне хвильове число хвил1 Ню,

zq — вщстань вщ навантаження до центру щшини,

шдекс "оо" позначае належшсть нескшченному хвилеводу,

дде - внутршня i зовшшня активш провщност! похило1 щшини, яка

входить до складу хрестопод1бно1.

1з (3) видно, що кругова поляризашя поля, що випромшюеться резонансною щшиною, можлива тшьки за умови |[Fi2]oo| < ¡3е ~ ^Ul-В раз! де ~ д'оо, як, наприклад, у сшвосному СВ, вщбиваюче навантаження не може бути використане для полшшення напрямленость

Четвертой роздш присвячений розв'язку задач1 розаювання xBimi Яю у прямокутному хвилевод1 на щшинах i3 шаруватим д!електрпч-ним заповненням. Така модель становить iHTepec з точки зору герме-тизацп щшини, введения в не! керуючих елемент1в, змши резонанс-них властивостей. Головна трудшсть розв'язання niei задач! полягае у Bii6opi апроксимуючих функцш для опису електричного поля на по-верхн1 щшини, у визначенш магштного поля в нш. Для визначення магн1тного поля в щшиш використовуеться розкладення його за влас-ними хвилями типу LB?o, що бежать у двох протилежних напрямках, псрпендикулярних площит щшини. Таке подання поля дозволяе за-довольнити необхщним граничним умовам на межах сум1жних inapia д1електрика, одержати функщю розподшу поля уздовж щшини (впо-перек вона вважаеться постшною), автоматично врахувати товщину ст1нки хвилеводу. Магттш поля в електродинам1чних об'емах, що

зв'язуються щшиною, визначаються за допомогою тензорних функцш Грша. Задача розв'язана для поперечно! 1 повздовжньо! щшин у сгпль-нш стшщ двох щентичних сшвосних прямокутних хвилевод1в або у стшщ хвилевод1в, що випромшююгь у вшьншг натвпрост1р. Розра-хунки проведеш для випадку поперечно! щшини. Показано, що резонансна частота щшини за гармошкою з номером д може бути ор1ентовно знайдена як критична частота вщповщно! хвил1 типу ЬЕЧо, починаючи 1з дг = 1 для найбшыи низькочастотного резонансу. Ця ощнка тпм справедлив!ша, чим вужча 1 глибша щшина. Повне чи часткове за-повнення щшини д1електриком звужуе частотш характеристики енер-гетичних параметр1в. Для резонанав вищих тишв вони в десятки 1 сотш раз1в вужч!, шж у випадку першого, найбшыи низькочастотного резонансу, особливо, якщо проводити пор1вняння з першим резонансом для порожнисто! щшини. Ц1 результати пщтверджуються експерп-ментально. Завдяки вузькост1 частотних характеристик, у робочому д1апазош хвилеводу можна одержати на р1зних частотах два незалеж-них резонанси вщ одше! й т1е! ж щшини. Одержан! результати можуть бути використаш при створенш НВЧ—прилад1в, що працюють в у.мо-вах електромагштно! сумюностк

П'ятий роздш присвячений проблемам розв'язання задач! збуд-ження хвилеводу ¡з шаруватим магштод!електричним середовищем все-редиш повздовжшм 1 поперечним магштними струмами, екв1валент-ними електричному полю на повздовжнш 1 поперечнш щшинах, Особлива увага придшяеться випадку повздовжнього струму, оскшыш тут виникають принципов! трудноиц одержання придатного для розрахун-К1в розв'язку в област1 джерела. Теор1я функцщ Грша для хвилевод1в з неоднорщним д1електриком розроблена ще недостатньо. Розв'язання задач1 найбшыд простим 1 зручним методом власних хвиль, розробле-ним Л.А. Вайнштейном, виявляеться непридатним для розрахуншв, оскшьки вираз для магштного поля Я у област1 джерела мютить в явному вигляд1 повздовжнш компонент вектору магштного струму

Н(г) = ¿2Ся(г)Н, + - (4)

в « ШЦа

до ±5 — узагальнений шдекс, зазначаючий типи хвиль, що розповсюд-жуються вбш г > 0 ("+") або г < 0 ("-") 1 описуються векторними функщями Н±3] С±3{г) — IX амшнтуди.

Вщомо, шо об'емна густина поверхневого магштного струму, екв1-валентного слектричному полю на пилит, виражаеться за допомогою дельта-функцн Д!рака I на поверхт идлини перетворюеться в несын-чентсть. Осыльки шукане поле е кшцеве, зазначена нескшчентстъ компенсуеться сумою ряду за власними хвилями, який з ще! причини стае розбЬкним рядом. Таку ж структуру мае розв'язок для поля Н в облает! джерела 1 при використант функцп Грша для поля, якшо повздовжнш напрям, обраний при и побудов!, ствпадае з напрямом оа щшпни. В другому пункт! цього роздшу проведений анал1з р1зно-маштних мстод1в побудови функцш Грша для хвилеводу ¡з шарува-тим д1електриком. Показано, що при розв'язуванш задач! збудження хвилеводу з шаруватим д!електриком щшиною треба користуватнся функщею Грша, для якоТ повздовжнш напрям вибрано перпендикулярно ос: щшини. Для повздовлшьо!' Щ1лини цей напрям перпенди-кулярний шарам дюлектрика. В л1тератур1 (монограф1я Л.Фелсена 1 Н. Маркувиця, пращ Б.О. Панченка) так! функцп Грша одержан! в найбшьш загальному вигляд1, для Тх конкретного використання внма-гаеться велика математична доробка. В даному роздЫ представлен! розв'язки зазначсноТ задач!, одержан! без функцп Грша шляхом р1зно-ман!тних модифшащй методу власних хвиль. В однш !з них (тдроздш 5.3) використанащея В.А. Солнцева видшення !з розв'язку, одерлсаного методом власних хвиль, квазистатичного поля, яке в нашому випадку збуджуючого магштного струму вводиться таким чином:

Ё = Н -

де й — формально впроваджена кругова частота.

П!сля застосування граничного переходу (6) до виразу (4) поза-сумарний доданок не змшюеться, тому вш виключаеться у вираз1 для р!зниц! пол!в Н{г) - Н(г:), що визначаеться р!зничним рядом.

1з р!внянь Максвела випливае, що поле Н(г) може бути знайдено

як

Н = %г&А<рт(г), (7)

де скалярна функц!я ¡рт(г) при умовах незалежност! заданого магтт-ного струму в!д частоти 1 сталост! ца задовольняе р1внянню Пуасона

НтВД;

Нт

(5)

(6)

Дрт(т») = - — div/"\ (8)

iuip,a

Це р1вняння легко розв'язуеться за допомогою функцп Грша для однородно заповненого хвилеводу. Якщо до рпничного ряду додати поле H(z) в форм1 (7), одержуемо шукане поле H(z), у вираз1 для якого вщсутнш позасумарний доданок, що псретворюеться у нескшченшсть. Дал1 в робот1 дослщжуеться зб1жшсть р1зничного ряду. В pa3i однородно заповненого хвилеводу вона така ж, як i у розв'язку, одержа-ному за допомогою функцп Грша для векторного потенщалу. Коли ж хвилевщ заловнений шаруватим д!електриком, процес збiжнocтi усклад-нюеться, оскшьки р1зничний ряд мктить три типи власних чисел, вщ-повщних LE-хвшляи, LM-хвилям i квазистатичному полю Я.

У пщроздш 5.4 вжита шша спроба модифисаци розв'язку (4). Рядом 3apy6i)KHnx автор1в (R.E. Collin, Chen-To Tai, M. Kisliuk) доказано, що позасумарний доданок у Bi-ipa3i для тензорно! функцп Грша для поля, а значить, i в (4) зобов'язаний своею появою необхщност1 прн-cyraocTi у розв'язку потеншйно! пщсистеми власних векторних функ-цш. На цщ пщстав1 автором зроблено висновок: позасумарний доданок треба розкладати в ряд за потенщйними функщями системн, яка розглядаеться, що i зроблено в poöoTi. Побудоваш потеншнш функцп, одержане дисперсшне р1вняння для них в pa3i хвилеводу з трьохшаровим магштод1електриком, коли шари паралельш вузькнм стшкам. Одержано вираз для поля, збудженого вузькою повздовжньою иплиною в широкш стшць Вираз для поля мктить три ряди, обумо-влених хвилями тишв LE, LM i потенцшними функщями. ГЦ три ряди мають однаков! поперечш власш числа уздовж вузьких ст1нок хвилеводу i pi3Hi, що визначаються ¡з трьох дисперсшних р1внянь, — уздовж широко! ст1нки. Одержано вираз для часткових власних i взаемних провщностей щшини за гармошками (1) з р1зними номерами. Шляхом розрахунюв перев1рена зб1жшсть цього виразу для pi3-них довжин и положень щшин, po3Mipiß и положения шару д1електрика, його д1електрично! проникненость Показано, що тут, на вщмшу вщ розв'язку у вигляд1 ргзничних рящв. швидюсть зб1жност1 практично не залежить вщ указаних параметр1В. Це пояснюеться тим, що Bei функцп, яю використовуються на заданш реальшй частот^ в облает! неоднорщносп задовольняють точним р1внянням Максвела i межовнм умовам.

Оскшьки питания аналтгчного дослщження збшсност! розв'язгпв, одержаних в роздшах 5.3 i 5.4, вшсликають принципов! трудшиш. в роздип 5.5 викладаеться розв'язок iiiei задачу одержаний ще одним методом: шляхом безпосереднього штегрування р1внянь Максвела з вико-ристанням технжи штеграла Фур'е. Шукане поле Hz представляеться у вигляд1 суми загального i частинного ршень вщповщно однорщннх i неоднорщних р1внянь Максвела. В обох випадках залелшкть вщ ко-ординатн г виражаеться у вигляд1 штеграл!в Фур'е. Для запису частинного розв'язку використовуеться вектор Герця, колшеарний маг-штному струму; для запису загального розв'язку — магштний i елек-тричний вектори Герця, перпендикуляры мелсам сумЬкних inapiB маг-штод1електрика. Такий Bn6ip вектор1в Герця для загального розв'язку полегшуе видшення полюав тдштегралыю1 функци, вшповщних влас-ним числам LE- i LM-xвиль в систем!, що розглядаеться. KpiM ппх, пщштегральний вираз М1стить ще один Ha6ip полюав eez = ±inn/b, який зникае, коли середовище у хвилевод! стае однорщним. Попе-pe4Hi числа, зв'язаш з.цими полюсами, ствпадають i3 хвильовпми числами для хвиль, що розповсюджуються в натвнескшченному маг-штод1електрика вздовж нормал1 до меж! сум!жних inapiB. Цим полюсам вщповщають ряди, що швидко зб1гаються. Невщом! коефшенти загального розв'язку визначаються ¡з граничних умов на боков1Й по-BepxHi хвилеводу i на межах роздшу сум1жних inapiB магштод1елек-трика. Конкретш вирази для поля, збудлсеного щшиною, i частковнх внутргштх провщностей за гармошками функцп розподшу електрнч-ного поля вздовж щшини одержан! для трьохшарового магттод!елек-трика. Розглянуэт випадки розмццення щшини над середшм i крайшм шарами Д1електрика. Одерлсаш вирази приведен! до вигляду, придат-ного для розрахунюв. Вони допускають аналтдчний анал1з зб1жность Показано, що ряди в одерл^аних виразах збЬаються. Перев1рена пра-вильтсть граничних переход1в до випадку порожнистого хвилеводу.

Зважаючи на те, що вирази для внутр1шшх провщностей пов-здовлсньо! щшини дуже гротзды, анал1з ф1зичних властивостей щшин у хвилевод1 з трьохшаровим д1електриком у пщроздш1 5.6 проведений для поперечних гцшин. Розглянут! випадки, коли шари д1електрика розташоваш паралельно вузьким i широким стшкам хвилеводу. Задач! збудження в обох випадках розв'язаш методом власних хвиль. В першому випадку домшантною е хвиля типу LE, в другому — хвиля типу LM. В граничному випадку однорщного середовища у хвиле-

всцц щ хвил! трансформуються у хвилю типу Ню- Одержан! вирази для внутр!шшх провщностей щшин, проведен! розрахунки 1х енерге-тичних параметр!в (коефвден™ вщбиття, проходження, випромшю-вання в суьижний електродинам!чний об'ем). Ряд розрахункових ре-зультат!в шдтверджений експериментально. Основн! результати розрахункових дослщжень зводяться до подальшого. Присутн!сть д1елек-трика у хвилевод! зменшуе електричну довжину резонансно!" щ!лнни Ь/Хр I звужуе частота! характеристики пор!вняно з випадком порож-нистого хвилеводу. Найб!льш швидка зм!на резонансно! довжини хвил1 залежно вщ розм!ру шару д1електрика спостершаеться, коли д!елек-трик знаходиться в облает! пучност! електричного поля (шари пара-лельн1 вузькш ст'шц!) 1 поблизу щшини, коли шари паралельш ши-рокш ст!нц!. В останньому випадку неспод!ваним з'явилося те, що ¡з зб!льшенням товщини шару, прилеглого до стшки з1 щшиною, резонансна довжина хвил! зб!льшуеться не монотонно на вщмшу в1д монотонного процесу, коли шар прилягае до протилежно! стшки. 1з збшь-шенням е д!електрика спостершаеться зменшення р!вня потужност!, що випром!нюеться, ! збшьшення коеф!ц!ента вщбиття. Цей ефект сильн1ше проявляеться у випадку шар!в д!електрика, паралельних вузькш стшщ. При великих спов'шьненнях щшини починають погано ви-пром!нювати ! иопршуеться !х узгодження з хвилеводом. У цьому сми-сл! розм!щення шар1в паралельно широк!й ст!нц! виявляеться бшьш сприятливим, оскшьки при тому ж сповтьненш !х можна розташу-вати бшя протилежно!' ст!нки, ! тод1 ш неприемн! явища суттево по-слаблюються.

Шостий розд!л присвячений доелвдженню характеристик розеш-вання хвил! основного типу на повздовжшх щшинах у хвилевод! з! сповшьнюючою системою типу "гребшка". Припускаетьсж, що перюд греб1нки малий у пор!внянш з довжиною хвил!, що дозволяв розв'язу-вати задачу в наближенн! одше! просторово! гармон!ки, а також фор-мулювати на мела греб!нки ! простору взаемоди ¡мпедансну граничну умову. Завдяки цьому хвилевш ¡з гребшкою розглядаеться як пря-мокутний хвилевщ, у якому три ст!нки идеально иров!дн!, а одна широка — !мпедансна. Вцшошення тангеншальних складових вектор!в електричного ! магн1тного пол1в на ¡мпедансн!й ст!нц1 визначаегься полями в канавках гребшки, де враховуеться ттьки хвиля типу Ню-Це означав, що ¡мпеданс ашзотропний: Ег!Нх = Ех/Нг = 0. (з, х — координатш ос! уздовж ! впоперек широко!" ст!нки, IV — усеред-

нений за першд гребшки ¡мпеданс). Вузька повздовясня щшина про-р!зана в щеально провщнш широкш сттш. Електричне поле в щшиш апроксимуеться набором функшй виду (1). Задача збудження тут. як 1 в попередньому випадку, розв'язуеться шляхом безпосереднього ште-грування р1внянь Максвела з використанням штеграла Фур'е. Поля Е 1 Я, збуджеш щшиною в ¿мпедансному хвилевод!, представлеш у вигляд1 розкладсння в ряд Фур'е за тригонометричними функщями, шо залежать вщ координати уздовж ребер гребшки, 1 у вигляд1 ште-грал!в Фур'е — як1 залежать вщ координати г уздовж оа хвилеводу. Електричш 1 магнтп поля у хвилевод1 визначаються у вигляд1 суми частинного 1 загального piшeнь. Невщом1 амш~нтудт коефщенти за-гального розв'язку знайдеш 1з граничних умов на щеально провщних та 1мпедансшй стшках хвилеводу. 1нтегрування по довздовжньому хвн-льовому числ1 проводиться з використанням теори вилшв у полюсах пщштегральноТ функци. Тут маються дв1 нескшченш системи полюав. Одна 13 них визначаеться дисперспшим р^внянням для ЬЕ-хвплъ у хвн-левод1 з ¡мпедансною стшкою. 1нша зумовлена £М-хвилями у хвиле-вод1 з щеально провщною боковою поверхнею. Одержаний вираз для поля Нг використано для визначення власних 1 взаемних частковпх провщностей за р^зномаштними гармошками функци розподшу елек-тричного поля уздовж щшини I в кшцевому рахунку — для розрахунку енергетичних параметр1в, на пщстав5 якого дослщжуються резонансш властивост! вузьких щшин у хвилевод! з гребшкою. Внаслщок анал1зу розрахункових даних вдалося простежити ряд цжавих ф^зичних зако-нолпрностей.

1. Щшини у хвилевот з гребшкою треба зютавляти з щшинами у поржнистому хвилевод^ поперечний перетин якого ствпадае з попереч-ним перетином простору взаемодп (область над гребшкою). Умовно назвемо такий гладкий хвилевщ сполученим ¡мпедансному.

2. Яйцо смуга пропускания хвилеводу з гребшкою не вужче ро-бочого д1апазону частот сполученого хвилеводу, частотш характеристики енергетичних параметров щентичних щшин у цих хвилеводах практично не вщр!зняються м1ж собою. Як 1 в порожнистому хви-левод!, роль вищих гармошк функцп розподшу поля уздовж щшини нехтовно мала на резонансно! частот! 1 пщвищуеться вщдалш вщ резонансу.

3. В зворотному випадку, коли смуга пропускания хвилеводу ¡з гребшкою вужча робочо!' смуги частот порожнистого хвилеводу, при

великих сповшьненнях спостершаеться icTOTHa р!зниця форми i ши-рини частотних характеристик енергетичних параметр!в шшин в ím-педансному i порожнистому хвилсводах. На частот! /о, на якш довжпна щшини L i довжина уповшьнено! хвил1 Хд пов'язаш сшввщношенням

L = (3/2)А„ (9)

внутршня активна провщтсть щшини за першою гармошкою дор1внюе нулю, i щшина на нш перестае випромшювати незалежно вщ того, резонансна вона чи hí. Поблизу частоти /о n0míth0 шдвшцуеться роль вищих гармошк функцп розподшу поля уздовж щшини.

4. Щоб уникнути при великих сповшьненнях виконання на за-дашй резонансной частот! стввщношення (9), треба зменшувати гео-метричну довжину резонансно!' mi лини. Цього можна добитися, запов-нюючи щшину д1електриком. Проте, зменшуючи електричну довжину резонансно!' щшини, слщ пам'ятати, що щшина при цьому стае бшып вузькосмуговою.

5. Р!вень резонансного значения коефдаента випромшювання, що досягае максимального значения 0,5, коли вщношення внутршньо! i 30BHÍmHbo'í активних провщностей щшини д'/де дор1внюе одинищ, ic-тотно залежить вщ того, в якш частит смуги пропускания резонуе щшина. Цей р!вень знижуеться поблизу частоти вщачки, де дг <1С де. i поблизу критично! частоти, де дг де.

Сьомий роздш присвячений розв'язку задач розсшвання хвиле-водних хвиль на в1браторно-щшинних неоднорщностях у прямокут-ному хвилеводь Пасивш BÍ6paTopn поблизу щшини всередиш хвиле-воду використовуються в антеншй техшщ для збудження щшин, що не ВИПрОМШЮЮТЬ. P03CÍK)I04Í BÍ6paTOpH В ЗОВШШНШ облает! зд1бш зм1нити fliarpaMy напрямленост1 щшини, коефвдент зв'язку м1ж випромшюва-чами в гратах щшин, а також íx енергетичш параметри. Для vcniui-ного використання цих явищ в корисних цшях необхщна побудова ма-тематично! модел1 В1браторно-щтинних елемен^в зв'язку. Основою побудови тако!" модел1 е розв'язок внутр1шньо1 задач1 визначення маг-HiTHoro i електричного струм1в на щшин! i BÍ6paTopi. E[i струми в робот! визначаються на ochobí виконання граничних умов на поверх-нях щшини i BÍ6paTopa. Сформульоваш при цьому штегродиферен-щальш р!вняння розв'язуються методом Гальоркша з використанням ycix спрощуючих припущень щодо шуканих струм1В, характерних для вузько-! щшини (про них yace йшла мова рашше) i для тонких BÍ6pa-

■щлв. Припускаеться, що струм в1братора зосереджений на його оа, а гранична умова записуеться на одшй iз тв!рних. Для апроксимацп' розподшу струм!в уздовж щшшш 1 в1братора використовуються три-гонометричш базиси повних областей, що задовольняють вщповшним граничним умовам на вшыюму кшщ шбратора 1 при наявност! слек-тричного контакту з! санками хвилеводу.

Для вертикального в1братора в зовшшшй облает! проведено пор1в-няння розв'язшв, одержаних методами Гальоркша [ Крилова-Боголю-бова. Виявилось, що при розрахунку енергетичних параметр1в щшин стрз'м уздовж в1братора можна апроксимувати одшею базисного функ-щею аж до висоти в1братора к — 0,55Л. Це пщтверджуеться також експериментальними даними.

В робот! приводяться результати дослщження таких в1браторно -щшинних конфЬуращй:

« повздовжня щшина на ос! широко!' стшки хвилеводу ! вертикаль-ний штир всередин! хвилеводу поблизу не!', що мае електричний контакт з! стшкого, в якш прор!зана щшина;

• поперечна щшина у вузькш ст!нп!! Г-шдабна петля всередин! хвилеводу, яка замикаеться на широку ! вузьку стшки хвилеводу;

• щшина ! вертикальний в!братор в зовшшнш облает!;

• щшина ! Г-под!бний в!братор в зовн!шн!й облает!;

• щшина та !мпедансний Г-под!бний в!братор в зовшшнш облает! з розподшеним !мпедансом;

• щшина ! вертикальний в!братор в зовн!шн!й облает! з включеннм в основ! зосередженим навантаженням.

В у«х випадках вертикальш стояки в1братор!в мають електричний контакт ¿з щеально пров!дним екраном — безпосередньо або через на-ванталсення. Розпод!л струму ,1(г) уздовж в1братора ¿з зосередженим навантаженням визначаеться у вщповщност! з теор1ею Р.К!нга у ви-гляд! комбшацн розпод1лу струму и(г) уздовлс суцшьного в!братора, збуджуваного полем вппромшювання щ!линп, ! розподшу струму ь{г) уздовж в1братора, збуджуваного ¿-генератором у точщ включения зо-середженого навантаження :

т = т{ч{г) + ^\и(г)-у{г)]), (10)

де Zh i Zo — onip навантаження i вхщний onip в1братора; J{0) — амплитуда струму в точш z — 0\ u(z), v(z) — нормоваш функци вщносно точки z — 0.

При такому вибор1 функци розподшу струму зб1жшсть розв'язку не залежить вщ величини Zu- Достатньо знаходити функци u(z) i v(z) в одному й тому ж наближенш.

На пщстав1 розв'язку задач розаювання XBimi основного типу на перел1чених вище В1браторно-щшинних неоднорщностях були вивчеш ф1зичш властивост1 р1зномаштних BapiaHTiB системи "щшина-в1бра -тор". Основш результати цього дослщження зводяться до дальшого:

1. Обрана математична модель в1браторно-щшинно-1 неоднорщ-hoctî в обох випадках, коли вдбратор знаходиться всередиш i зовш хвилеводу, забезпечуе розрахунков! результати, яю добре пщтверджу-ються експериментальними даними.

2. Штировий i петлевий в1братори всередиш хвилеводу ефективно збуджують невипромшююч1 щшини: повздовжню на oci широко! стшки та заповнену д1електриком поперечну у вузьк1й стшщ. Цшком досяж-ним виявляеться коефийент випромшювання щшини, близький до 0,5.

3. 1деально ировщш в1братори в зовшшнш област1 впливають на узгодження i косфшдент випром1нювання щшини, але головна ïx позитивна яшсть в тому, що з ïx допомогою вдаеться симетрувати д1аграми напрямленост! щшини у двох головних площинах i îctotho зменшувати зв'язок м1ж щшинами в гратах.

4. 1мпедансш в!братори з активним (розподшеним чи зосередже-ним) навантаженням можуть бути використаш для зменшення зв'язку щшини i Bi6paTopa там, де вш небажаний. За допомогою реактивного 1мпедансу можна змшювати ефективну висоту в1братора, що дае змогу цшеспрямовано керувати величиною взаемного зв'язку щшини i в!бра-тора.

Побудована математична модель являеться кроком вперед у nopiB-нянш з бшышстю вшомих у л1тератур1 тому, що вона придатна для розрахуншв як 30BHiuiHix, так i внутрппшх характеристик системи " щшина-в1братор".

У восьмому роздпп розвиваеться метод послщовних наближень для розрахунку ампл1туд i фаз напруг на щшинах у багатоелементнш систем!. Тут проведено узагальнення вщомого в лгтератур1 (В.Н. Смирнов) методу на випадок, коли щшини прор1заш у хвилевод1 3Î стш-ками кшцево! товщини i довшьним вщбиваючим навантаженням на

його кшць Суть цього методу полягае в тому, що в наближеннях з непарними номерами розглядаеться процес розповсюдження поля вщ щшини до щшини всереднш i зовш хвилеводу вщ генератора до наван-таження, а з парними — в зворотному напрямь При цьому послщовно визначаються напруги на нижшй i верхней поверхнях кожно\' щшини за допомогою СЛАР методу наведених MPC порядку 2q, де q — число апроксимуючих функцш на щшин!. Результуюча напруга на кожнш гашиш дор1внюе cyMi напруг ycix наближень.

Викладений метод визначення ампл1тудно-фазового розподшу (АФР) у багатощшиннш систем! мае таю позитивш якостк

• у npoiieci визначення АФР у багатощшиншй систем! немае необ-xiflHocTi розв'язку СЛАР високого порядку;

• збшыиення числа щшин у систем!, що розглядаеться, i поява вщ-биваючого навантаження на кшщ не ускладнюе алгоритм розв'язку задач!;

• матричт елементи СЛАР щодо напруг на двох поверхнях кожно! щ!лини не змшюються з появою в!дбиваючого навантаження;

• алгоритм розрахунку допускае заповнення щшин д1електриком з будь-яким значениям д!електрично'1 проникненост!.

Розроблена методика шюструеться даними тестових розрахуныв для багатощ!линних систем на основ! несюнченного хвилеводу i при наявност! довшьного навантаження на KÎHîji, що були виконаш для nepeBipKii правильное^ розв'язку задач!. Виявлено, що при невеликих значениях модуля коефщ!ента вщбиття вщ навантаження його пе-ремицуванням можна добитися зменшення коефЫента стоячо!" хвпл! на вход! антени. В раз! резонансно'! антенн Mani вщбиття вщ навантаження шяк не впливають на д!аграму напрямленость У випадку нерезонансно'! антени навантаження впливае на р!вень бокових пелю-сток. Перем1щуванням навантаження можна добитися зменшення р!вня першог! боково1 пелюстки.

OCHOBHI РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

Дослщження, проведен! в цш робот!, присвячеш проблем! побу-дови розв'язюв ряду важливих для практики задач розешвання хви-леводних хвиль на щшинних i в!браторно-щ!линних неоднор1дностях у

випадках, коли задач! формулюються з ускладненими межовими умо-вами 1 традицшш методи Тх розв'язування зустр1чають чимал! труд-нощь Це схосуеться задач, коли щшини мають некоординатш мела, середовище всередиш хвилеводу чи в щшиш неоднорщне, або всередиш хвилеводу е сповшьнююча структура, наприклад, "гребшка" або шаруватий д1електрик. Найбшыш труднопц виникають на еташ розв'язування задач збудження при визначенш поля в oблacтi джерела, тому саме 1М присвячена головна частина фундаментальних теоретнч-них дослщжень роботи. Коли для визначення поля в облает! джерела використовуеться функщя Грша, що подана у вигляд1 розкладення за мембранними функщями поперечного перетину хвилеводу, чи метод власних хвиль, розв'язок виявляеться непридатним для розрахунюв — або надзвичайно гром1здким ( в раз1 похилих щшин), або складеннм ¡з розбЬкних фрагменив (в раз1 пoвздoвжнix щшин у навантажених хвилеводах). В робот! влага таш кроки для подолання цих труднонпв.

1. Запропоноваш нов! пщходи до розв'язання задач збудження, яо дозволяють створювати ефективш алгоритми розрахунку елемен-Т1В матриць розсшвання згаданих вище неоднорщностей.

1.1. Розроблено новий зас1б знаходження поля, збудженого в облает! джерела з некоординатними межами, шляхом замши вихщно!" задач! визначення поля у нескшченному хвилевод! задачею визначення поля у фжтивному резонатор! з магштними струмами на метал!зованих дшь-ницях його мелшво! поверхш. Розроблена методика розкривае можли-вост1 розрахунку електродинам!чних характеристик довшьно розмше-них щшин \ IX комбшацш в нескшченному, нашвнескшченному хвилеводах 1 довгому резонатор!.

1.2. Запропонована нова модифжащя методу власних хвиль, змкт яко1 полягае в розкладанш розбЬкного доданка в ряд за потеншйними функц1ями 1 побудов1 розв'язку у ВИГЛЯД1 спшьного зб!жного ряду.

При цьому показано, що розв'язок у вигляд1 единого збшного ряду можна одержати тшьки в раз! однорщно заповненого хвилеводу, коли мае мкце виродлсення поперечних власних чисел для Я-хвиль 1 по-тенцшних власних векторних функцш. В раз! хвилеводу з шаруватим д!електриком розв'язок будуеться у вигляд1 трьох розбшсних подв1п-них ряд1в: за хвилями тишв ЬЕ, ЬМ 1 за потенцшними функщями, яю вдаеться об'еднати гид загальним знаком суми таким чином, шо в результат! одержуеться зб1жний розв'язок.

1.3. Виявлена багатол1тня помилка, що стала вже традищйною ! яка допускалася безл!ччю автор1в при визначент поля, збудженого в облает! джерела повздовжшм магштним струмом. Ця помилка, по суп, зводилася до ¡гнорування головного члена ряду в розклад1 неви-хрового доданка за потенцшним функщями (член ряду з шдексами 00 в поданш функцп Грша). Обумовлена ним поправка до провщност! щшини зворотно пропорцшна висот! хвилеводу. Урахування ще! поправки дозволило лжвщувати надто пом1тш розходження розрахунко-вих 1 експериментальних значень резонансних частот щшин (до 7% в хвилевод1 з поперечним перетином 23x5 мм), що спостерщалися рашше. В хвилсвод! 23x10 мм вплив ще! помилки був менш поманим, але вона призводила до нелопчного поводження результате розрахуныв — попршенню 1х при бшыд строгому шдход! до розв'язування задач! (урахуванш товщини стшки 1 використант бшьш точного виразу для зовшшньо! провщност! щшини). Усунення зазначено! помилки забез-печило коректшсть поведшки результата розрахунку.

2. Розв'язаний цикл нових задач розаювання хвилеводних хвиль на поодиноких 1 багатоелеметних щшинних 1 в1браторно - щшинних не-однорщностях в хвилевод1 з використанням розроблених в датй робот! методик, а також класичних метод1в електродинамжи ! теоретично! ф!зики. Поле в щшинах визначалося методом Гальоркша з використанням тригонометричного базису. В процеа розв'язування задач врахо-вувалися товщина ст!нки хвилеводу, взаемний вплив щ!лин за вну-трнншм ! зовн!шн!м простором, в!дбивання вщ навантаження в кшщ хвилеводу. Дослщжеш ф!зичн! законом!рност!, характерш для об'еюлв, шо вивчаються. Частина ¿з них була вщома ран!ше, але до наших роб1т не пщдавалась кшьюсному опису, деяк1 законом!рност! виявились не-спод!ваними. Внасл!док проведених досл!джень можна зробити так! висновки.

2.1. При визначент резонансно! довжини щшини в хвилевод! не слщ знаходити п, однозначно пов'язуючи щ!лину за принципом дво!с-тост! з в!братором у вшьному простор!. Для резонансно! щшини характеры! не тшьки "скорочення", як у в1братора, але ! "подовження" п у пор!внянн1 з половиною довжини хеши, як1 зростають з1 зб!льшенням ширини щшини. "Подовження" спостерщаеться при наближенн! до не! металевого екрану. Чим вулсча щ!лина, тим важлив1ше враховувати товщину екрану, в якому вона прор1зана.

2.2. М1ж плечима Х-под1бно1 щшини в широкш ст1нщ прямокут-ного хвилеводу 1снуе взаемний зв'язок, що перешкоджае випромшю-ванню резонансною щшиною поля з круговою поляризащею 1 робить не-можливим одержання високо! напрямленост! в сшвосному нарямленому вщгалужувач1 (НВ) з таким елементом зв'язку. Знайдено нову умову випромшювання гшлиною поля з круговою поляризад1ею з урахуван-ням взаемного зв'язку плечей. Показано, чому висока напрямлешсть можлива в ортогональному НВ. Обгрунтовано обмеження (близько 25 дБ) експериментального значения коефвденту напрямленост!, що спо-стердгаеться тут. Одержано вираз для амшптуди 1 фази коеф!щенту вщбиття вщ навантаження, що забезпечуе випромшювання Х-гцшиною поля кругово! поляризаци.

2.3. Функцш щшини як випромшювача або елемента зв'язку мо-жна поеднати з функщею вузькосмугового фшьтру шляхом заповнення щшини д1електриком 1 збудження и на вищих просторових гармошках, використаних для подання розшшлу поля вздовж щшини.

2.4. При використанш щшин у вигляд1 випромшювач!в або еле-мент1в зв'язку у хвилеводах з1 сиовшьнюючими структурами треба пам'ятати таке:

а) при великих сповшьненнях, коли довжина повздовжньо! щшини, що резонуе на першш гармонЫ, в 1,5 рази перевищуе довжину хвнл1 у хвилевод1, вона втрачае спроможшсть передач! енерги в сум1жний електродинам!чний об'ем; б) при сповшьненш хвиль за допомогою д1е-лектричних шар!в для задовшьного узгодження щшини з хвилеводом слад так вибирати взаемне розмщення щшини 1 шару, щоб внутр'шня активна ировщшсть щшини не иеревищувала зовшшню. Так, в раз! поперечно! щшини в широтой стшщ хвилеводу паралельний ш шар д1е-лектрика краще розмицувати поблизу протилежно! стшки.

2.5. Розаюкта вдбратори поблизу щшин, що розмнцеш як всере-диш хвилеводу, так I зовш, надають широк! можливост! управл!ння напрямленими властивостями щшин, частотними характеристиками ! р!внем резонансних значень !х енергетичних параметр!в. Все це шюс-труеться адекватними результатами розрахунюв.

2.6. В!дбиваюче навантаження в кшщ хвилеводу може бути вико-ристано як керуючий елемент не тшьки для поодинокого хрестопод!б-ного випромшювача, але ! в багатощшиннш систем!. За його допомогою можна досягати задовшьного узгодження на вход! антени ! нав!ть зменшувати р!вень ближчо! боково! пелюстки.

Одержан! в робот! результата розкривають hobî широк! можли-boctî розв'язання важливо'1 для народного господарства проблеми: автоматичного проектування i модершзацп щлого ряду елемент1в каналь зуючих TpaKTÎB i випромшюючих прилад1в НВЧ-д1апазону, як'1 вщ-повщяють сучасному piBHio розвитку радюф1зики.

СПИСОК ОПУБЛ1КОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ

ДИСЕРТАЦН

1. Яцук Л.П., Катрич В.О., Жиронкша Г.В. Розраху-нок одном1рно'1 хвилеводно-щшиншл антенно'1 гратки кругово'1 та елштично\' поляризацй' з урахуванням взаемного впливу випромшю-вач1в// BicHiiK ХДУ. Радюф1знка.—Харшв, 1973, вып. 2.—С. 32-36.

2. Яцук Л.П., Катрич В.А. Параметры нерезонансных щелей в прямоугольном волноводе с гребенчатой замедляющей структурой// В сб: Радиотехника.—Харьков, 1970, вып. 15.—С. 49-55.

3. Яцук Л.П., Жиронкина A.B., Катрич В.А. Внутренние проводимости плеч крестообразной щели в прямоугольном волноводе// Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника,—1974.— Т.17,—N. 7,—С. 105-108.

4. Яцук Л.П., Жиронкина A.B., Катрич В.А. Расчет параметров крестообразной щели в прямоугольном волноводе// Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника,—1974,— Т.17—N. 8,—С. 100-102.

5. Яцук Л.П., Жиронкина A.B., Катрич В.А. Возбуждение прямоугольного волновода наклонной и крестообразной щелями// В сб: Антенны,—М., 1975, вып. 22.—С. 46-60.

6. Яцук Л.П., Катрич В.А. Учет конечной толщины стенки волновода при расчете параметров крестообразной щели// Вестн. Харьк. ун-та. Радиофизика и электроника.—1975.—N. 130, вып. 4.—С. 52-56.

7. Яцук Л.П., Катрич В.А., Кононенко С.А. Возбуждение волновода с гребенчатой структурой поверхностным магнитным током// Вестн. Харьк. ун-та. Радиофизика и электроника.—-1977.—N. 151, вып. 6.—С. 42-44.

8. Яцук Л.П., Катрич В.А. Щелевые элементы связи с частичным диэлектрическим заполнением// Изв. вузов. Радиоэлектроника.— 1979.— Т.22,—N. 2.—С. 60-65.

9. Яцук Л.П., Катрич В.А. Внутренние проводимости продольной и поперечной щелей в прямоугольном волноводе с гребенкой// В сб: Радиотехника.—Харьков, 1979, вып. 49.—С. 17-22.

10. Горобец H.H., Жиронкина A.B., Здоров А.Г., Яцук Л.П. Несимметричные крестообразные щелевые излучатели в торцах волноводов// В сб: Антенны—М., 1979, вып. 27.—С. 159-166.

11. Горобец H.H., Жиронкина A.B., Катрич В.А., Лященко В.А., Яцук Л.П. Вопросы приближенной теории волноводно-щелевых излучателей и отверстий связи// В сб: Прикладная электродинамика.— Москва:—Изд-во "Высшая школа", 1983, вып. 5.—С. 150-188.

12. Яцук Л.П., Катрич В.А. Щели в волноводе со слоистым диэлектриком// Изв. вузов. Радиофизика.—1984.— Т.27.—N. 8.— С. 1037-1042.

13. Яцук Л.П., Горбач И.В., Костенюк Е.А. Поперечные нерезонансные щели в прямоугольном волноводе с гребенчатой замедляющей структурой// В сб: Радиотехника.—Харьков, 1986, вып. 78.—С. 99107.

14. Яцук Л.П., Жиронкина A.B., Катрич В.А., Пенкин Ю.М. Решение задачи возбуждения прямоугольного волновода магнитным током//Изв. вузов. Радиоэлектроника,—1987.— Т.ЗО.—N. 5.—С. 37-41.

15. Яцук Л.П., Пенкин Ю.М. Влияние рассеивающего вибратора на энергетические параметры щели в волноводе// Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника—1987,— Т.ЗО,—N. 1—С. 42-46.

16. Пенкин Ю.М., Семенихин В.А., Яцук Л.П. Исследование внутренних и внешних характеристик излучателей типа излучателя Клэвина// Сб. Радиотехника.—Харьков:—Вища школа, 1987, вып. 83,—С. 3-10.

17. Яцук Л.П., Жиронкина A.B. Рассеяние волны типа Ню на вибраторно-щелевой неоднородности в прямоугольном волноводе// Радиотехника и электроника.—1988.— Т.ЗЗ.—N. 10.—С. 2185-2189.

18. Яцук Л.П., Пенкин Ю.М. Рассеяние волны Ящ узкой щелью в прямоугольном волноводе в присутствии Г-образного пассивного вибратора// Сб. Радиотехника.—Харьков:—Виша школа, 1988, вып. 84—С. 35-42.

19. Яцук Л.П., Пенкин Ю.М. Рассеяние LE-волн на поперечной щели в многомодовом прямоугольном волноводе// Сб. Радиотехника.—Харьков:—Вишр-„ 1989, вып. 88.—С. 92-98.

20. Яцук Л.П.у bjiL.iod. ^i.ït.1- isieïofl последовательных приближений расчета характеристик двумерной волноводно-щелевой решетки с учетом взаимной связи излучателей// Изв. вузов СССР — Радиоэлектроника.—1990.— Т.ЗЗ.—N. 1.—С. 18-22.

21. Яцук Л.П., Бодров В.В., Горбач И.В. Возбуждение волновода с анизотропной импедансной стенкой продольным магнитным током// Изв. вузов. Радиофизика—1989 — Т.32.— N. 5.—С. 607-612.

22. Яцук Л.П., Пенкин Ю.М. Взаимодействие волноводно-щелево-го излучателя и вибратора с включенной сосредоточенной нагрузкой// Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника,—1991.— Т.34,—N. 3.—С. 37-41.

23. Яцук Л.П., Блинова Н.К., Жиронкина A.B. Математическая модель линейной системы щелей в волноводе с произвольной отражающей нагрузкой// Радиотехника (Москва).—1992.—N. 7-8.—С. 73-78.

24. Жиронкина A.B., Яцук Л.П., Катрич В.А. Сдвоенная щель как элемент связи электродинамических объемов// Радиотехника (Москва).—1993 —N. 1,—С. 56-63.

25. Яцук Л.П., Жиронкина A.B., Катрич В.А. Резонансные свойства узких щелей в широкой стенке бесконечного прямоугольного волновода// Радиотехника (Москва).—1996.—N. 7 (вып. 14).—С. 56-63.

26. Яцук Л.П., Катрич В.А., Жиронкина A.B. Вопросы теории элементов и устройств СВЧ трактов// Изв. вузов. Радиоэлектроника.—1996 — Т.39,—N. 9.—С. 29-38.

27. Яцук Л.П.,Горбач И.В., Жиронкина A.B. Рассеяние волны основного типа на продольной щели в волноводе с гребенчатой замедляющей структурой// В сб.: Антенны.—Москва:—Связь, 1997, вып. 1(38).—С. 80-84.

28. Яцук Л.П. Внутренние проводимости продольных щелей в волноводе со слоистым диэлектриком// Радиотехника.—Харьков:— Всеукр. межвед. науч.-техн. сб., 1997, вып. 101.—С. 109-121.

29. Яцук Л.П. Взаимная проводимость произвольно ориентированных щелей в бесконечном плоском идеально проводящем экране// Радиотехника.—Харьков:—Всеукр. межвед. науч.-техн. сб., 1997, вып. 102,—С. 41-46.

30. Яцук Л.П. Х-образная щель в волноводе с отражающей нагрузкой на конце// Радиотехника.—Харьков:—Всеукр. межвед. науч.-техн. сб., 1997, вып. 102.—С. 47-54.

31. Яцук Л.П. Поперечные щели в прямоугольном волноводе со слоистым диэлектриком// Радиотехника.—Харьков:—Всеукр. межвед. науч.-техн. сб., 1997, о^. . . . '1Y.■

32. Яцук Л.П. Физические свойства поперечных щелей в прямоугольном волноводе, заполненном слоистым диэлектриком// Радиотехника.—Харьков:—Всеукр. межвед. науч.-техн. сб., 1997,

вып. 104.—С. .."¿- ...

Препринти

33. Яцук Л.П., Жиронкина А.В., Пенкин Ю.М. Рассеяние вол-новодных волн вибраторно-щелевыми неоднородностями.— Харьков, 1991.— 48 с. (Препринт N 52/ Радиоастрономический ин-т АН УССР.).

Тези доповщей, пращ конференщй та симпоз1ум1в

34. Yatsuk L.P., Podcheko A.Y., Reimer V.V. Waveguide waves scattering by narrow slots with stratified dielectric// URSI Proceedings of the International Symposium on Electromagnetic Theory.— St. Petersburg, Russia, May 1995 — P. 39-41.

35. Yatsuk L.P., Gorbach I.V., Zhironkina A.V., Katrich V.A., Lashchenko V.A., Penkin Yu.M. Problems of waveguide waves scattering from the slot and vibrator-slot inhomogeneities in hollow waveguides and those with slowing structures inside//Proceedings 5th ISRAMT.— Kiev, Ukraine, September 1995.—v.l.—P. 358-367.

36. Яцук Л.П. Модифицированный метод собственных волн и метод функции Грина в задаче возбуждения волновода с диэлектриком продольным магнитным током.— Материалы 7-й Международной Крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии".— Севастополь, 1997.—Т. 2.—С. 573-575.

37. Яцук Л.П., Ляховский А.Ф., Ляховский А.А. О сходимости решений задачи возбуждения волновода со слоистым диэлектриком продольным магнитным током, полученных различными методами.— Материалы 7-й Международной Крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии".— Севастополь, 1997.—Т. 2.— С. 595-596.

38. Яцук Л.П., Блинова Н.К., Жиронкина А.В. Линейная система Х-щелей в волноводе с произвольной отражающей нагрузкой.— Материалы 7-й Международной Крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии".— Севастополь, 1997.—Т. 2.— С. 502-503.

АНОТАЦИ

Яцук Л.П. Розсшвання хвилеводних хвиль на щшинних I в1браторно-щшинних неоднорщностях.-Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня доктора ^изико-матема-тичних наук за спещальшстю 01.04.03 •— радюф!зика.— Харювський державний утверситет, Харшв, 1997.

Дисертацпо присвячено питанням теоретичного та експеримен-тального дослщження розсшвання хвилеводних хвиль у прямокутному хвилевод! вузькими щшинами, коли геометр!я системи мае ряд таких ускладнень: щшини довольно розташоваш, заповнет шаруватим д!електриком, хвилевщ мштить всередиш шаруватий магштод1елек-трик або уповшьнюючу структуру типу "гребшка", поблизу щшин вссредиш або зовш хвилеводу знаходяться пасивш дротяш розсдавач1, щшини мають складну форму, системи щшин багатоелементш. Го-ловна увага придшяеться розробщ методик розв'язування задач збу-дження вказаних хвилевод1в зазначеними щшинами в обласп джерела, вивченню на основ! одержаних розв'язюв впливу р1зномаштних фак-тор1в на резонансш, енергетичт, поляризацшш та напрямлеш власти-вост1 гшлинних та вШраторно- щшинних випромшювач^в.

Ключов! слова: випромшювач, в1братор, власш хвши, Д1електрнк, зб1жшсть, ¡нтеграл, ряд, хвилевщ, ццлина.

Яцук Л.П. Рассеяние волноводных волн на щелевых и вибраторно-щелевых неоднородностях.— Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико- математических наук по специальности 01.04.03 — радиофизика.—Харьковский государственный университет, Харьков, 1997.

Диссертация посвящена вопросам теоретического и экспериментального исследования рассеяния волноводных волн в прямоугольном волноводе узкими щелями, когда геометрия системы имеет ряд усложнений, таких как: щели произвольно расположенные, заполненные слоистым диэлектриком, волновод содержит внутри слоистый магнитоди-электрик или замедляющую структуру типа "гребенка", вблизи щели внутри или снаружи волновода расположены пассивные проволочные рассеиватели, щели имеют сложную форму, системы многоэлементные. Главное внимание уделяется разработке методик решения задач

возбуждения указанных волноводов рассматриваемыми щелями в области источника, изучению на основе полученных решений влияния различных факторов на резонансные, энергетические, поляризационные и направленные свойства щелевых и вибраторно-щелевых излучателей.

Ключевые слова: вибратор, волновод, диэлектрик, излучатель, интеграл, ряд, собственные волны, сходимость, щель.

Yatsuk L.P. Mathematical model of waveguide waves scattering from slot and wire-slot inhomogeneities.— Manuscript.

Thesis for a doctor's degree by speciality 01.04.03 — radiophysics. Kharkov State University, Kharkov, 1997.

The dissertation is devoted to the theoretical and experimental investigations of waveguide waves scattering from narrow slots in a rectangular waveguide, when geometry of the system considered has some complications as follows. Slots are arbitrary situated, filled with layered dielectric. The waveguide contains inside a layered magnetodielectric or corrugated slowing down structure. Passive wire scatterers are placed inside or outside a waveguide in the vicinity of a slot. Slots are of composed form and systems considered are multielemental. The main attention is paid to the elaboration of methods for solving the slot excitation problems of above mentioned waveguides within the source region, to the studying of influence of various factors on the resonance, energetic, polarization and direction properties of slot and wire-slot radiators.

Key words: convergence, dielectric, eigen waves, integral, radiator, series, slot, vibrator, waveguide.

Шдп. до друку 31.03.1998р. Формат 60x84/16. Ilanip друк. Ум. друк, арк. 2.0. Тираж 100. Зам. 73-10,

Надруковано на ризограф! ХДПУ. 310002, M.XapKie, вул. Фрунзе, 21.