Высокодобротные широкодиапаэонные резонаторы СВЧ-диапааона с разреженным спектром собственных колебаний тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Белорусский государственный университет

УДК 621.372.831.«

"5 ОД

5 ДЕК '$38 РОДИОНОВА Валентина Николаевна

Высокодобротные широкодиапаэонные резонаторы СВЧ-диапаэона с разреженным спектром собственных колебания

01.04.03.- радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ - диссертации на соискание ученой степени кандидата Физико-математических наук

Минск - 1996

Работа выполнялась в Научно-исследовательском институте ядерм проблем при Белорусском государственном университете

Научный руководитель: доктор Физико-математических наук. -старший научный сотрудник Слепян Григорий Яковлевич

Официальные оппоненты: член корреспондент АН РВ, доктор технических наук, профессор Муравьев Валентин Владимирович доктор Физико-математических наук, профессор Рудницкий Антон Сергеевич

Оппонирующая организация - Харьковский государственный

Защита состоится "/V" декабря 1996г. в iO часов на заседании совета по защите диссертаций Д 02.01.10 при БГ по адресу 220050, г.Минск, пр.Ф.Скорины 4. Главный корпус, ауд.206.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотек ВГУ.

Автореферат разослан "20" ноября, 1996г.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций

университет, г.Харьков

доктор Фиэико-математически профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации В сантиметровом, миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн широко применяются различные типы СВЧ-резонаторов: коаксиальные, цилиндрические, открытые и т.д. Они осуществляют накопление энергии электромагнитного поля в некотором ограниченном обьеме пространства, частотную селекцию, стабилизацию частоты генераторов и т.д. Резонаторы широко используются в спектроскопии, голографии, радиоастрономии, технике связи, физической электронике. Основные требования, обычно предъявляемые к резонаторам:высокая собственная добротность, широкий диапазон перестройки (при отсутствии мешающих и вырожденных типов колебаний). возможность согласования со стандартными волноводами в диапазоне перестройки без подрегулировки элемента связи в процессе перестройки. Возможности повышения добротности технологическими средствами практически исчерпаны. Применение криогенной техники также не всегда приемлемо. Поэтому актуален поиск новых Физических механизмов повышения добротности. Весьма слоена проблема широкополосного согласования высокодобротных резонаторов. В связи с этим теоретическое и экспериментальное исследование возможностей создания широкополосных высоко^обротных резонаторов с разреженным спектром собственных колебаний является весьма актуальным, т.к.оно связано с решением важной практической задачи улучшения характеристик радиоэлектронной аппаратуры.

Цель и задачи исследования Цель работы

Целью диссертациочной работы является теоретическое и экспериментальное исследование Физических механизмов повышения нагруженной добротности СВЧ резонаторов в диапазоне частот 0,6 -405 ГГц до величикы 10* - 10°.

Задачи исследования Для' достижения.-, цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. разработка строгой методики расчета собственных Е

а

колебания цилиндрического резонатора с коаксиальным выступом при учете неидеальной проводимости стенок. Оптимизация по Q соотношения его геометрических размеров.

2. Исследование Физических принципов повышения добротности резонаторов для частот 32 - 405 ГГц.

3. Исследование Физических принципов Фильтрации паразитных мод в открытых квазиоптических и гребенчатых резонаторах.

4. Разработка методик расчета широкополосных элементов связи высокодобротных резонаторов с одномодовыми волноводами.

Научная новизна полученных результатов

1. В каждом стандартном поддиапазоне частот исследованы принципы повышения собственной добротности и выявлены типы резонаторов. в которых эти принципы эффективно реализуются. D диапазоне 0.б - 2.14 ГГц рассмотрен цилиндрический резонатор с коаксиальным выступом. Дана строгая методика расчета его собственных Е - колебаний при учете неидеальноп проводимости сте-

«пр

нок. Это позволило оптимизировать по Q соотношения геометрических размеров и получить нагруженную добротность Q ~ 10000 на Е - колебании, что в б - 7 раз выше, чем в ранее известных

OJ.O

резонаторах.

В диапазоне 32 - 405 ГГц предложен новый тип резонатора -гребенчатой резонатор, основанный на эффекте аномально малого затухания И - поляризованных волн в периодических структурах Это позволило получить значения Q от 60000 до 100000.

2. Исследованы Физические принципы Фильтрации паразитных мод в резонаторах мм и субмм диапазонов. Показано. что эти методы обеспечивают высокую эффективность Фильтрации в полосе частот, примерно равной половине октавы.

3. В кагдом стандартном диапазоне определены оптимальные принципы построения элементов связи резонаторов со стандартным: волноводами, обеспечиеэдшми КСВ < 2,0 без механической и электрической подрегулировки. Приведены методики расчета этих элементов связи и их экспериментальные исследования.

Практическая значимость полученных результатов

Спроектирован и реализован универсальный комплект широкодиапазонных высокодобротних измерительных резонаторов в диапа-ооне 0.6 - 405 ГГц. который может быть использован для Физических исследований параметров различных сред (г высокотемпературных сверхпроводников. е~, ¿/-прозрачных сред и т.д.).

Разработанные резонаторы используются в качестве базовых элементов в серийно выпускаемой аппаратуре для измерения частотных шумов (приборы ИФ-1101. 1201 ...). Их применение позволило повысить на б - в дБ чувствительность измерений частотных шумов и автоматизировать процесс измерений.

Использование исследованных принципов согласования многоходовых резонаторов и стандартных волноводов позволило улучшить технические характеристики бытовых СВЧ - печей (в частности, избежать использования вращающихся поддонов и диссекторов).

Экономическая значимость полученных результатов

Экономическая значимость полученных результатов заключается в значительном сокращении сроков разработки наиболее важных элементов аппаратуры (генераторов, волномеров. Фильтров и

т.д.). используемой для Физических исследований, в технике свяЛ

эи и радиолокации.

*

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Методика расчета собственной добротности. позволяющая оптимизировать по О соотношения геометрических размеров цилиндрического резонатора с коаксиальным выступом.

2. Новый тип резонатора - гребенчатые резонаторы, в которых на Ноколебаниях (л ~ 50 - 60) в диапазоне частот 32 -405 ГГц достигнуты значенияя ^ - 60000 - 100000.

3. Принципы Фильтрации паразитных мод в открытых резонаторах на основе использования периодических структур - ленточных решеток.

4. Физические принципы широкополосного согласования высокодобротных резонаторов с одномодовыми волноводами.

5. Схемы и методики измерения основных параметров резонаторов, отличающиеся повышенной точностью измерений (погрешность

- не более 2 *) -

Личный вклад соискателя Автор принимал непосредственное личное участие в получении всех результатов, представленных в диссертации. Им разработаны методики расчета широкополосных высокодобротных СВЧ резонаторов. Исследованы новые принципы широкополосного согласования резонаторов. Спроектирован и экспериментально исследован комплект измерительных резонаторов в диапазоне'частот 0.6-405 ГГц. Вклад соавторов, прежде всего, связан с постановкой задач, а также с обсуждений« результатов исследований.

Апробация результатов диссертации Основные результаты работы докладывались на YII Всесоюзной научно-технической конференции "Метрология в радиоэлектронике" (Москва, 1988), Всесоюзной научно-технической конференции "Ма-лошумящие генераторы СВЧ" (Иркутск, 1991). XYI научно-технической конференции "Радиоприемные устройства бортовых РЛС СВЧ диапазона" (Ленинград, 1988), 20 Европейской конференции по микроволнам (Будапешт, 1990), XXIII General Assembly of the International Union of Radio Science (Стокгольм.1990). IGARSS-91 International geoscience and remote sensing symposium (Хельсинки, 1991).

Опубликованность результатов По теме диссертации опубликовано 10 старей и 3 тезиса докладов на международных конференциях. Получено 2 авторских свидетельства и 1 патент России.

. •■„■■. Структура и обьем диссертации

Диссертация состоит из введения,обзора литературы, четырех глав и заключения. Общий объем составляет 126 страниц Диссертация содержит 32 рисунка, 14 таблиц и 11 графиков.. Список ли-литературы включает 85 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены ее цели и задачи, показана практическая значимость и научная новизна полученных результатов, сформулированы основные положения и выводы, выносимые на защиту.

В первой главе проведено теоретическое исследование возможностей разрежения спектра собственных колебаний в резонаторах СВЧ— диапазона. .

Исследованы цилиндрические резонаторы, использующие'в различных участках частотного диапазона различные рабочие колебания. показано, что для расширения рабочего диапазона можно использовать "многомодовые" резонаторы на колебаниях Н и Н

1111 ОХП

(п - 1- 12). Расчет резонаторов проводился по диаграмме типов колебаний, которая представляла собой графическое изображение уравнения.-

П а Ь ,

где й, Ь- резонансная частота, диаметр и длина резонатора, соответственно; с - скорость света; п- число полуволн, укладывающихся вдоль оси резонатора: - значение корлей бесселевых Функций дляя Е-колебания или их производных для Н-колебаний.

Приведены результаты расчетов в диапазоне 2 - 37,5 ГГц. Исследован самый важный вопрос - согласование резонатора во всем рабочем диапазоне частот (до "октавы"). Диапазон 2 - 37,5 ГГц перекрывается 13 резонаторами (без "пораженных" областей).

В мм и субмм диапазонах радиоволн исследованы многомодовые квазиоптические резок .торы (ОР). Определены характеристики их собственных колебаний. Приведены данные расчетов ОР в диапазоне _ . 37.5 - 405 ГГЦ.

Проведено исследование разрежения спектра квазиоптических резонаторов с помощью Фильтрующих периодических структур. В качестве такой структуры использовалась ленточная решетка, расположенная над плоской поверхностью неидеального проводника. Описан численный алгоритм расчета поглощения в такой структуре при падении плоской волны Е- и Н-поляризаций. Обнаружен эффект резонансного поглощения. и показана возможность его использования

б

для селекции мод в открытых квазиоптических резонаторах. Приведены результаты экспериментов, подтверждающих эффективную селекцию мод.

Во второй главе с помощью электродинамических методов исследуются возможности повышения добротности (О) резонаторов.

Рассмотрена' строгая методика электродинамического расчета собственных Е0пр - колебания цилиндрического резонатора с коаксиальным выступом при учете конечной проводимости стенок. Анализ выполнен модифицированным методом вычетов, распространенный в данной работе на задачи о собственных колебаниях.

Получены приближенные аналитические соотношения для собственной добротности :

2 {(Р +-Г-) п + г. <к >) / х>

ч а

1 + X 1 1

—-— I (Р+——)П + С <к )1+ 21п-- 11+ к аЬа/?(к ))

к Ьх 2 х

о

где ч» ко ДоО Ш - собственная добротность. Дс толщина скин-слоя ' материала резонатора) : х » а / Ъ . р - 1, 2, ... •.

ю 1 1 1 (1-х)

/3(к ) & Г (-(-

в-х V -¿V -к ЬаТ /у а-к аЪ3ха' в3;;3/ (0Л/1-х)а-к ЯЬ"'

«О «О

со к Ь к Ь к Ьх

о о о

Г(ко> ё £ .......—- ■ ■■■ ----■ —— 1 „

в-,. у{/ я-к аЬа'. УТв^/1-х)а- к Ьа' /и а-к аЬаха'

к Ь к Ь

- - ■ о о

агс1д(--—) + --) +

Уу а-к 3Ьа' -/(вп/1-х) а-к аЬа

к Ъх

О '

+ агс!д(-

■/у а-к аЬаха'

со к Ь _ к Ьэс/у а- к аЬаха 1-х

£<к Е (—3 - к аЬа' - —------(-V-

о «а

—XVя Vя ВП

/' вп '

(-)=* - К 'Ь' .

1-х к Ьх

к Ь о

вгс!д(-:-) +

■/и к аЬа'

• О

к ь

+ arctg(-

■А, а-к аЬаха '

-) + огс1д(-

•/(в!1/1-х)3-к ЯЪ*'

»

Зависимость д (сплошная линия) их- к0Ь от 1 / Ь ко-

лебаний Вою приведена на рис. 1.

qэe

1.5

1.0

0,5

¿/А

Рис. 1.

Это равенство вы; икает добротность в верхней части рабочего диапазона частот (перестроечное кольцо расположено вдали от' края коаксиального выступа). В нижней части рабочего ддоап^зо^а частот (перестроечное кольцо расположено непосредственно у крг^ коаксиального выступа) рабочее колебание квазистационарно и его добротность выражается ' равенством:

Ь 21п ( I / X )

О а----;—;-.-:---— .

Л [1п ( 1 / X ) «• I ( 1 X ) / |

где коге ■/ 2 1 / Ьаа 1п ( 1/ х )', 1 - эаэор меаду коаксиальным выступом и торцевой стенкой резонатора.

Эта Формула применима только при условии 1 ¿1. Ь.

Проведено сопоставление результатов численных расчетов на Еою-колебании с данными измерений и показано хорошее их соответствие .

В диапазоне частот 32.О - 405,1 ГГц предложен новый тип резонатора - гребенчатый резонатор, основанный на эффекте аномально малого затухания Н - поляризованных волн в гофрированных структурах. Эскиз макета резонатора с гребенчатой поверхностью приведен на рис.2.

Рис.2.

Рабочими колебаниями рассматриваемого резонатора являются моды типа Еотп представляющие собой суперпозицию прямого и встречного волновых пучков с аксиальной симметрией, электрически поляризованных вдоль гребней периодической структуры.Выигрыш в поглощении гребенчатой поверхности по сравнению с гладкой будет иметь место для волновых пучков, угол скольжения б которыэ над поверхностью достаточно мал. а ^ не близко к 20. где Б -глубина канавки. При выполнении условия Ь > Ь потери в боковой поверхности являются преобладающими. а их уменьшение за счет гофрировки значительно меняет полную добротность.

Получено соотношение для собственной добротности О ; 1 Ив г 1. о

т

-- 2 -(2 + -(1 + -)/3 Соэа0] -

О и п п ь а

о

Ив 2 (2 + (1 + ЭМ) пС/2пП1 - пС/2ЬП)

И nfL

о

где р » К. 2.1 / К. г.; - соответственно поверхностные

импедансы торцевых и боковых поверхностей; й и с1 - глубина и период гребенки: И - 120 п Ом.

Полученное соотношение для О хорошо согласуется с экспериментом .

В третьей главе определены оптимальные принципы широкополосного согласования высокодобротных СВЧ - резонаторов с одно-модовыми волноводами в каждом стандартном диапазоне частот, обеспечившие КСВ^2,0 без механической и электрической подрегу-гулировки. Приведены методики расчета этих элементов связи.

Для коротковолновой части см - диапазона разработан комбинированный элемент связи.

Рассчитана связь открытого резонатора со сферическими зеркалами круговой Формы и прямоугольного волновода на волне Ню через диафрагму с малым круговым отверстием. Расчет выполнен в дипольном приближении, но в тензоре магнитной поляризуемости отверстия связи учтено влияние стенок волновода.

вЪ\аЬа

йсв - -;--.-:-:-'-:-,

32пМаУ 1 - (Л/го)1, V X, (1 - Ь/2г )/ 2г '

о о

где и - коэффициент магнитной поляризуемости; Ь - расстояние между зеркалами,- г - радиус кривизны зеркал.

о

Представляет интерес также диафрагма с двумя близко расположенными малыми круговыми отверстиями. Тензор поляризуемости такой структуры должен быть расчитан с учетом взаимного влияния отверстий.

Задача о магнитной поляризуемости двух круглых отверстий в плоском экране рассмотрена при помощи метода парных интегральных уравнений. Ее решение сведено к системе интегральных уравнений Фредгольма для вспомогательных Функций. Получены простые аналитические соотношения для тензоров поляризуемости с учетом их взаимного влияния.

Рассмотрена связь волновода с резонатором через плавные волноводные переходы. Предложено использовать Олинеровскую модель, до этого применявшуюся для расчета неоднородностей микро-полосковых линий. В рамках этой модели реальный элемент связи ваменеи его прототипом, в котором вместо узких "электрических" стенок используются "магнитные" стенки, размер широкой стенки прототипа ,

Ь .«* - Ь У , где у « { 1 - ( X / Ь )а 1 Рабочие колебания ТЕМ в резонаторе не меняют структуру поля, оттого что "магнитные" стенки продолжены в резонатор.

Эта Олинеровская модель позволила вычислить мощность в волноводе и определить коэффициент передачи из р ¡пения ключевой двухмерной задачи дифракции на открытом конце пла-шонерегуляр-ного волновода с фланцем.

V Ь ь

аСв --:—-:— 1-С1 >-.

со>а Ь |Т I3 й ап

о 1 о1

где Ь - расстояние между зеркалами; И - радиус кривизны зеркал; а - коэффициент, зависящий от типа резонатора; у=[1~0\/2Ь )а]а, Т - коэффициент передачи, определяемый из решения двухмерно^

о

задачи.

Технологические трудности изготовления беэдиафрагменных элементов связи резко возрастают с укорочением длины волны. Поэтому представляет интерес использование в качестве элемента связи полупрозрачной решетки, нанесенной на диэлектрическую подложку.

Конструкция его показана на рис. 3.

Рис. 3.

Производство таких элементов связи возможно на основе интегральной технологии.

Приведена методика расчета QC£} этого элемента связи.

abXaLa

32 и 0 м3ол,л, Si - (\/2a) = VL/2r (1 - L/2r )

' ЭФФ о о

где а и Ь - размеры выходного волновода; г - радиус кривизны

, о

зеркал,- „

П 4аэс и Л

ЫэФФ ° ~~--- ^ 2d Sin—~(хр + 2pd) '

16 2d р-1 d

где N - число щелей в решетке.

Р четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований СВЧ-резонаторов. Дается схема и методики измерения основных параметров резонаторов: спектров собственных колебаний, добротности и КСВ. Результаты экспериментов показали правильность предлагаемых Фиэи« -¡ских принципов и методик расчета. На основе выполненных исследований разработан универсальный комплект широкодиапазонных измерительных резонаторог в диапазоне 0,6 - 405 ГГц, в котором диапазон каждого стандартного волновода перекрывается *. олько двумя резонаторами. Основные технические характеристики этого комплекта сведены в таблицу 1.

св

таблица 1

Частотный диапазон Тип Тип Добротн. КСВ,

ГГц резонатора выхода нагружен. шах

ш1п

0,60 - 1,20 Цилиндрический Коаксиальный 10000 1,20

с коаксиальным 3.5/1.5

ВЫСТУПОМ

1.07 - 2,14 10000 1.60

2,00 - 3.00 Цилиндрический 18000 1.60

3.00 - 4.00 24000 1.60

4,00 - 5.20 51000 1.60

4.90 - 5.64 4 57000 1.60

5,64 - 7,20 42000 1.60

6.93 - 8,15 42000 1.60

7,60 - 9,80 45000 1,50

9.40 - 12.05 45000 1,80

8.15 - 12,05 42000 1.60

12,05 - 15,4 42000 1.95

15.17 - 17.44 42000 1.95

12.05 - 17.44 42000 1.60

17.44 - 21,60 Волноводный 42000 1,80

11 „ 5.5

21.60 - 25,95 48000 1,90

25.95 - 32.00 Волноводный 45000 2.00

7.2 „ 3.4

32.00 -37.50 45000 2,00

32.00 -37.50 Гофрированный - 60000 1,65

37,50 - 53,57 Открытый ква- Волноводный 60000 1.65

эиоптичекий 5,2„2,6

53.57 - 78.33 Открытый ква- Волноводный 66000 1.70

эиолтический 3.6 х 1.8

78,33 - 118,10 ' 2.4 х 1.2 75000 1.70

Продолжение табл.1

Частотный диапазон Тип тнп Добротность КСВ

ГГц резонатора выхода нагр.,Ш1П шах

118.10 - 178,40 1.6 - 0. 8 81000 1.90

37.50 - 47,00 Гофрированный 5,2 X 2, 6 60000 1,65

47.00 - 53,57 3,6 X 1. 8 60000 1.65

180.00 - 258.40 Гофрированный 1.1 X 0. 55 100000 2,00

258.40 - 405,10 Гофрированный 0.7 к 0. 35 100000 2.00

180.00 - 258.40 Открытый ква- 1.1 X 0, 55 80000 2,20

зиоптический

258.40 - 405.10 Открытый ква- 0.7 х 0. 35 80000 2,20

зиоптический

Исследованные принципы согласования многомодовых резонаторов и стандартных волноводов были также использованы в раэра-работке бытовой микроволновой печи "Белая. Вежа" (это позволило избежать использования в ней диссектора или вращающегося поддона) .

ВЫВОДЫ

Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие основные ВЫВОДЫ:

1. В диапазоне частот 0,6 - 2,14 ГГц исследована добротность цилиндрического резонатора с коаксиальным выступом для Е - колебаний. Разработана методика расчета собственной до-

о Г» р

бротности. позволяющая оптимизировать по О соотношения геометрических размеров резонатора. В результате этого в указанном-диапазоне частот получено 010000.

2. В диапазоне часто. 32 - 405 ГГц предловен новый тип резонаторов - гребенчатые резонаторы, в которых на колебаниях Н (п ^ 50 - 60) за счет эффекта аномально малого затухания

о!п

в гребенчатых структурах достигнуты значения 0 - 60000 -

г»

100000.

й

3. Выполнены исследования Фильтрации паразитных мод в ОР и гребенчагых резонаторах, позволяющие реализовать без пораженных точек диапазон перестройки, равный 1/2 октавы.

4. Предложены новые принципы широкополосного согласования » резонаторов с одномодовыми волноводами при помощи комбинированных элементов связи, диафрагм, плавных волноводных переходов, плоских щелевых решеток, обеспечивающих КСВ<2.0 во всем диапазоне перестройки резонатора. Приведены методики расчета этих элементов связи.

5. На основе проведенных исследований спроектирован и реализован комплект широкодиапазонных высокодобротных измерительных резонаторов в диапазоне частот 0.6 - 405 ГГц. Резонаторы этого комплекта могут быть использованы в спектроскопии, технике связи. Физической электронике, голографии, радиоастрономии и Т.д. '

СПИСОК ОП У В Л И К ОВАННЫХ РАБОТ

1. Родионова В.Н..Слепян Г.Я. Добротность циллиндрического резонатора с коаксиальным выступом. // Радиотехника и электроника.- 1966, Т.31. В.10. С.1915 - 1925.

2. Лук Л.Н.. Родионова В.Н., Слепян Г.Я. Исследование высокодобротных гребенчатых резонаторов для электромагнитных волн миллиметрового диапазона. // Журнал технической Физики, - 1986, Т.58. В.З. с.594 - 596.

3. Родионова В.Н.. Слепян Г.Я. Магнитная поляризуемость системы круглых отверстий в плоском экране. // Журнал технической Физики - 19В9. т.59. в.11. с.7 - 12.

4. Родионова В.Н.. Слепян Г.Я. Связь открытого резонатора с прямоугольным волноводом . // Радиотехника и электроника. -1989, Т.34. В.7, с.1358 - 1365.

5. Родионова В.Н.. Слепян Г.Я. Исследование высокодобротных гребенчатых резонаторов с разреженным спектром собственных колебаний. // Радиотехника и электроника. - 1989. т.34, в.8. с.1767 - 1769. ,

6. Родионова В.Н., Слепян Г.Я. Об учете поправочных Факторов в диполыюй теории дифракции Релея . - Мандельштама - Бете. //Радиотехника и электроника. - 1991. т.36. в.В, с.1392 - 1385.

7. A.A.Kuraev, М.P.Natarov, V.N.F.odionova. .. . "Coupling of , en open resonator and a rectangular waveguide through a smooth waveguide transition. "Int. J. Electronics. 1991. vol.70. tf5.

p.1005 - 1014.

8. V.N. Rodionova. A.Ia. Slepyan, G.Ia. Slepyon. "Oliner models for quasioptical resonator to rectangular waveguide coupling elements." Electronics Letters , 1991, vol.27, № 16, p.1427- 1428.

9. Натаров М.П., Попкова Т.л., Родионова В.П., Скресанов В.Н., Слепян Г.Я. Эффект резонансного поглощения в ленточных решетках и его применение для . селекции мод в ОР.// Радиотехника и электроника - 1993, т.38. №9. с.1577 - 1583.

10. М.Р. Natarov. T.L. Popkova. V.N. Rodionova." The resonance absorption effect in strip arrays and its use for mode selection in open resonators". Journal of Communication Technology and Elecronics. 1994. 1?39. c.39 - 45". .

11. Родионова B.H.. Резникова E.M., Лук Л.Н. Устройство связи объемного резонатор... Авт.свид. 1262608 от 02.00.8^1 г.

12. Родионова В.Н.. Лук Л.Н.. Слепян Г.Я. Коаксиальный диэлектрический резонатор. Авт.свид. 13272"1 от 18.11.85 г.

13. Копусов В.Н.. Родионова В.Н. Перестраиваемый СВЧ - резонатор. Патент W 1741201 от 10.01,93 г.

14. V.N. Rodionova. A.Ya. Slepyan. G.Ya. Slepyan. Set of Millimeter - Wave Band.Cavitier With -a High Q-Facror and Rari-fied Spectrum of Eigen Oscillations. // XXIII General Asornbly' of the International Union of Radio Science. Abstracts, v.2. -Stockholm. Sweden. 1990.- p.344.

15. A A. Kuraev, M.P. Natarov, V.N. Rodionova... Wide-Band Matching of Quasioptical Open Resonator With Singl - Moded Rectangular Waveguide. //20-th European microwave conference. Aba-tracts.- Budapest, Hungary, 1990. - p.45.

16. V.N. Rodionova. G.Ya. Slepyan. A set of high Q-factor

Í6

millimeter - wave measuring resonators in frequency range of - 0,6 to 37 GHz. //IGARSS-91. International geoscience and remote sensing symposium. Abstracts.- Finland, Helsinki, 1991.- p.146.

РЕЗЮМЕ

РОДИОНОВА ВАЛЕНТИНА НИКОЛАЕВНА

"Высокодобротные широкодиапаэонные резонаторы СВЧ-диапазона о разреженным спектром, собственных колебаний."

Ключевые слова: высокодобротный широкодиапазонный резонатор, фильтрация паразитных мод, элемент связи.

Разработана строгая методика расчета собственных Е - ко-

Опр

лебаний цилиндрического резонатора с коаксиальным выступом при учете неидеалыюй проводимости стенок. Предложен, а такаее теоретически и экспериментально исследован гребенчатый резонатор -новый тип СВЧ-резонаторов, основанный на эффекте аномально малого поглощения Н-поляризоваииых воли в периодических структу-турах. Исследованы Физические принципы повышения добротности и ' Фильтрации паразитных мод в резонаторах мм и субмм диапазонов. Разработаны методики электродинамического расчета широкополосных элементов связи высокодобротных резонаторов с одномодовыми волноводами. Спроектирован я внедрен универсальный комплект ши-рокодиапаэонных высокодобротных измерительных резонаторов в диапазоне 0,6 - 405 ГГц по своим параметрам превосходящих отечественные и зарубеаные аналоги.

Р Э 3 ю и э

РАД31ВОНАВА ВАЛЯНЦ1НА М1КАЛАЕВНА

"Высокадабротныя шырокадыяпазонныя рэзакатары СВЧ-дыяпазона • а разрэжанним спектрам уласных калыханняу."

Юпачавыя словы: высокадабротны шырокадыяпаэонны рэзанатар, Ф1льтрацыя napasiTiiux мод, элемент сувяэ!.

Распрацавана строгая методика разлуку уласных Е - кали-

W опр

ханняу цыл1ндрычнага рэзанатара э кааксзяльным выступам при ул!ку не1дэалы!ап праводнасц! сценак.

Прапанаванц, а таксама тэарэтична i экспериментальна да-следаваны грабенчаты рэзанатар - новы тип СВЧ-рэзаматарау. эа-снаваны на зФекце анамальна малога паглынання Н-палярыэаванных хваляу у перыядычных структурах, даследавани Фзэгчния принципы павишэння даброткасщ Ф1льтрацт паразитных мод у рэзанатарах мм i субмм дияпаэонау. Распрацаваиы методик,! электрадынам14на~ га разлуку шырокапалосных элемента? сувяза i высокадабротных рээанатарау э аднамодавым1 хваляводам*. Спраектаваны 1 укаране-ны у1иверсальни камплект шырокадабротних вымяральных рээанатарау у дыяпаэоне б.О - 405 ГГц, як$я 'па сва1х параметрах перау-зиходзяць апчинныя а замехныя аналаг!.

SUMMARY

rodionova valentina nikolaevna

"Microwave broadband high Q-factor reionator» with ratified spectrum of eigen oscillations."

Key words: broadband high Q-factor resonator, parasitic mode selection, coupling element.

A rigorous method of calculation of eigen E-oscillationn for cylindrical resonator with coaxial ridge having regard to non-ideal conductivity of resonator walls has been devised. The new type of microwave resonator (the corrugated teionatoi) based on the effect of irregularly small absorption of II-polatized waves in periodic structures has been proposed. Physical principles of the Q-factor increase and parasitic mode selection for mm- and submm-wave resonator» have been investigated. Electtodynamical methods of calculation of broadband coupling elements between of high Q-factor resonator and single mode waveguide have been developed. A get of the broadband measuring high Q-factor resonators in frequency tango from 0,6 to 405 GHz has been produced.

Подписано к печати . (Ъ ноября 1996 года Обьем 1.0 п.л. Заказ » ¡(ЪО . формат 60В4/16 Тираж 100 экэ. Бесплатно.

V

Отпечатано на ротапринте Белгосуниверситета. 220050. иинск. ул.Бобруйская 7.