Дан алгоритм широкополосной оптимизации волноводных компонентов в плоскостях H и E прямоугольного волновода с нерегулярной конфигурацией. Алгоритм основан на использовании метода интегральных уравнений для резонансных мод в сочетании с вариационной техникой, что позволяет определить целевую функцию и ее градиент путем решения одной эл-магн. задачи. Для оценки малых деформаций геометрии компонента использован метод возмущений, который в сочетании с методом Монте Карло использован для анализа допусков и оценки эффективности устройств с крупномасштабными неоднородностями. Даны результаты расчетов и измерений характеристик различных типов волноводных фильтров СВЧ диапазона на прямоугольных волноводах.

Исследование воздействия эл-магн. волны в диапазоне ММВ на полупроводниковый образец. Для моделирования распространения волны в отрезке в-вода с полупроводниковым образцом, прикрепленным к широкой стенке прямоугольного в-вода, использован трехмерный метод конечных разностей во временной области. Определено распределение эл. поля, коэф. стоячей волны и распределение среднего значения эл. поля в в-воде в диапазоне 78-118 ГГц для нескольких размеров и уд. сопротивления образцов. Результаты исследования явились основой для разработки резистивного датчика, основанного на эффекте нагрева электронов и предназначенного для импульсных измерений на больших мощностях в диапазоне ММВ.

Рассматривается процесс обнаружения микротрещин или узких щелей на металлической поверхности образца, испытываемого сканирующим пробником в виде прямоугольного волновода с открытым концом. Оценка щелей и трещин проводится по характеру изменения отражения основной моды падающей волны. Дан анализ записи т. н. характеристического сигнала в виде изменений картины стоячей волны при сканировании поверхности с усталостными растрескиваниями под диэл. покрытием различной эл. толщины. Предложена модель взаимодействия прямоугольного открытого волновода с такой поверхностью. Задача динамического сканирования, когда положение трещин непрерывно меняется относительно апертуры волноводного пробника, представлена моделью волновода с большим сечением, что сводит задачу к решению взаимодействия трех волноводов. Приведен анализ результатов моделирования волновода большого сечения с диэл. заполнением и дано сравнение с результатами испытаний модели излучения в свободное пространство. Библ. 17.

Описано использование асимптотических условий гофрированной границы для анализа LH-прямоугольных вводов с поперечно гофрированным диэл. заполнением. Выведены дисперсионные соотношения и представлено поле в в-воде и гофрированном д-ке. Представлена модель эквивалентного многополюсника для случая в-вода с двумя горизонтальными гофрированными стенками. Показано, что модель легко трансформируется для случая в-вода с одной гофрированной стенкой. Асимптотическое решение обеспечивает точные результаты в широком диапазоне частот. Исследованы ограничения в использовании асимптотических граничных условий.

Рассматриваются неточности и неправильности традиционного метода выражения мощности потерь в для многомодовых волноводных систем с конечной проводимостью стенок. Утверждается, что в общем случае потери мощности для многомодовой системы не линейно зависимы от длины волновода. Получены зависимости потерь мощности для многомодовых систем с произвольной формой поперечного сечения. Для многомодовых волноводов постоянные распространения различных распространяющихся мод близки и определение модовой связи важно для волноводов большой протяженности. Эксперименты, проведенные с круглым волноводом большого сечения, подтвердили справедливость полученного выражения для потерь мощности в многомодовых волноводах. Библ. 12.

Рассмотрены прямоугольные волноводы с двумя срезанными противолежащими углами и круглые волноводы с симметричными срезами по диаметру, используемые в фильтрах с объемными двухмодовыми резонаторами, и волноводных поляризаторах. Приведены результаты исследования критических волновых чисел, обеспечивающих распространение волн Е и Н типов. На основе уравнения Гельмгольца для граничных условий, определяемых уравнениями Дирихле и Неймана определено влияние глубины среза на критические волновые числа. Построены зависимости волнового числа от коэф. искажения поперечного сечения волновода.

Построены мат. модели закрытого обобщенного двойного щелевого волновода с плавно меняющимися параметрами геометрии щелей, основой которых служат метод поперечных сечений и теория длинной линии. С помощью этих мат. моделей исследованы плавные линейные переходы двойной щелевой волновод – щелевой волновод, двойной щелевой волновод – антиподная щелевая линия и широкополосный межэтажный переход. Показано, что в одноволновом режиме мат. модель, основанная на модели длинной линии, позволяет получать результат с “инженерной” точностью, вполне пригодный в качестве первого приближения при решении задачи параметрического синтеза базовых элементов для объемных ИС СВЧ и КВЧ. Библ. 7.

Основу элементной базы современных радиоэлектронных и технологических СВЧ систем составляют линии передачи, электродинамические свойства которых хорошо известны: прямоугольные, цилиндрические, коаксиальные и полосковые волноводы. Волноводы сложных сечений (ВСС) представляют собой довольно обширную группу линий передачи, обладающих более выигрышными по сравнению с волноводами простейших сечений параметрами, однако их широкое внедрение в технику СВЧ сдерживается недостаточной изученностью.

Невзаимные интегральные компоненты – необходимая составная часть систем оптической обработки информации инфракрасного диапазона волоконной и интегральной оптики. Среди последних выделяются устройства, основанные на интерференционном эффекте невзаимного пропускания света и использующие интегрально-оптический интерферометр Маха-Цендера, а также устройства, основанные на эффекте невзаимного фазового сдвига в гиротропном волноводе.

Приведен анализ линий эл. поля основной моды волновода с разомкнутым и замкнутым поперечным сечением и V-образной канавкой в центре широких стенок. Анализ выполнен методом конечных элементов, причем сетка этих элементов покрывает все сечение волновода. Показано, что линии эл. поля перпендикулярны параллельным широким стенкам волновода. В этом случае затухание, связанное с сопротивлением этих стенок, возрастает с увеличением частоты, поэтому волновод с V-образными канавками не желательно использовать в ММВ и суб-ММВ диапазонах.

Представлены результаты исследования возможности согласования пятиплечего соединения прямоугольных волноводов путем увеличения расстояния между волноводами, а также внесением кругового цилиндра в область связи. Для нахождения элементов матрицы рассеяния применен модифицированный метод произведения областей. Приведены и проанализированы графики для коэффициентов матрицы рассеяния рассматриваемого устройства.

Рассмотрено применение безэлементного метода для расчета критических волновых чисел полых волноводов произвольного поперечного сечения. Определены критические волновые числа волноводов прямоугольного, L-образного сечений, одно- и двухгребневых волноводов и прямоугольного волновода со скругленными углами. Расчеты выполнены для нескольких мод H и E. Дано сравнение точности безэлементного метода и метода конечных элементов.

Выполнен анализ прямоугольного волновода с круглыми индуктивными штырями. Штыри установлены параллельно линиям эл. поля мод H[no]. Для анализа структуры применен метод модового согласования. Аппроксимация штыревой структуры ступенчатым профилем позволяет упростить метод. Каждый штырь, который м. б. расположен на любом расстоянии от стенки волновода, выполняет функции перегородки в разделяющемся волноводе. Размеры частей такого разделенного волновода определяются габаритами и размещением штырей. Ступенчатая аппроксимация позволяет анализировать работу структуры в целом. При типовой точности определения резонансных частот штыревой структуры 3*10{-6} требуется всего 2 ступени. Круглое сечение штыря аппроксимируется четырьмя прямоугольниками, ориентированными под углом менее 90° между собой. Библ. 4.

Методом частичных областей проведено решение задачи о распространении волн в круглом волноводе с диэлектрической вставкой в форме сектора. Перспективными линиями передачи, на основе которых могут быть созданы современные функциональные устройства СВЧ- и КВЧ-диапазонов, такие, например, как поляризаторы, тонкопленочные аттенюаторы, широкополосные невзаимные устройства, переходы между различными волноводами, являются круглые и коаксиальные волноводы с секторным диэлектрическим заполнением. В поляризаторах, аттенюаторах и невзаимных устройствах подобные структуры уменьшают явление кроссполяризации, в волноводно-полосковых и коаксиально-полосковых переходах они позволяют трансформировать распределение поля в круглом и коаксиальном волноводах в близкое к полю микрополосковой линии, следовательно, улучшить согласование.

Приведены результаты теор. и эксперим. исследований поляризатора на нерегулярном Г-волноводе. Анализ устройства проведен методом обобщенных матриц рассеяния при аппроксимации нерегулярного равноплечего Г-волновода ступенчатым переходом, состоящим из коротких отрезков соосно состыкованных регулярных Г-волноводов. Показано, что такой поляризатор работает в многомодовом режиме, так как в процесс преобразования волны H[10] в волны типа H[10] и H[01] квадратного волновода включаются до четырех типов H-волн Г-волновода и основная волна E-типа, с которой связан продольный резонанс на запертой моде, ограничивающий рабочую полосу устройства сверху. Библ. 5.

Приведены точные и приближенные выражения для составляющих полей Н-мод в секторном волноводе. С помощью метода моментов на основе принципа эквивалентности определено распределение эл. поля в плоскости апертуры узкой поперечной щели, вырезанной в изогнутой наружной стенке волновода. Исследованы полученные значения параметров рассеяния, нормированного эквивалентного последовательного импеданса, резонансного сопротивления и резонансной длины щели. Библ. 13.