автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.01, диссертация на тему:Электродинамический анализ слоистых и экранированных желевых СВЧ-структур обобщенного импедансного подхода

НИХЕГОРОДСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИ! УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи РАХНЕЛЕВИЧ ИГОРЬ ВЛАДИМИРОВИЧ

ЭЛЕКТРОДКНАМИЧЕСКИН АНАЛИЗ СЛОИСТЫХ X ЭКРАНИРОВАННЫХ «ЕЛЕВЫХ СВЧ-СТЮТГУР НА ОСНОВЕ ОБОИЕННОГО ИНПЕДАНСНОГО ПОДХОДА

Специальность 05.12.01 -теоретические основы радиотехника

Автореферат диссертации на соискание 7чевой степени кандидата технических нале

Нихии* Новгород 1995 .

Работа выполнена на научно-производственном предприятии 'Салют", (г. Низший Новгород)

натчиый руководитель - доктор технических наук отмахов H.A.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Власов С. К

кандидат технических наук Козлов В. Л.

Ведущая организация - научно-исследовательский

приборостроительный институт. г. Низший Новгород

Запита состоится " i() * düKCt^S 1993 г. в /.) часов на заседании специализированного совета Л. 063.85.03 в Нижегородском государственной технической университете по адресу: 603600. Нижний Новгород. ул-Нигоша. 24.

С диссертацией нохио ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета.

Автореферат разослан • fQ • H0$ßpi{ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного' совета, кандидат технических наук

А. II. салоа

ОЕИАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАВОТЫ

Актуальность тени. Проектирование радиоэлектронных гстройств диапазонов сверхвысоких частот (СВЧ) и крайне высоких частот (КВЧ) приводит к необходимости разработки натенатических моделей линий передачи электромагнитных воля и нерепглярностей в их трактах. При освоении этих частотных диапазонов важное значение имеет использование линий передачи со сложным поперечным сечением, я, в частности. слоистах волноводов, содержащих слоя диэлектрика и Феррита, и экранированных оелевых линий (ЭТЛ). В теории этих линий до сих пор были не исследованы или мало исследована собственные волны зв/1 с поглстаюпшн элементом, а также собственные волны многослойных гиротрошшх структур с учетом потерь. Решение этих задач является актуальный для разработки аттепюаторов. согласующих и невэаинных устройств.

Важнейшей составной частью СВЧ- и КВЧ-устройств являются нерегулярности в линиях передачи, одним из наиболее распространенных видов нерепглярностей являются цилиндрические нерегулярности (ПН). К настоящему времени подробно изучены ПН в прямоугольном волноводе без заполнения. Однако до сих пор не был разработан алгоритм расчета натриц рассеяния ПН в слоистых волноводах, сочетавший высокую эффективность, строгую постановку задачи и универсальность по отношению как к классу Ш. так и к классу линий передачи. Кроне того, отсутствуют исследования характеристик ПН в экранированных волноводах со слоистым диэлектрическим заполнением, а также кал» изучены характеристики ЯН в открытом диэлектрическом волноводе СДВ).

Одной из важнейяих составных частей параметрических усилителей является невзаинное устройство, которое служит для развязки входного и выходного сигналов. В классических конструкциях усилителей задачи усиления входного сигнала к развязки входного я выходного сигналов рекЮТся с поношью различных элементов, т. е. эти

Функции в усилителе прострапствеш:о разделены. В связи с яеобходи-

3

костью миниатюризации и повышения технологичности радио электронных устройств большой научный и практический интерес представляет исследование возможности создания узлов, совмсшаюших невзаимные и усилительные Функции» и электродинамический анализ этих узлов.

Необходимость решения сформулированных вше проблем и определяет актуальность выбранной темы.

Дельр работа является решение следующих задач:

1) исследование дисперсионных характеристик и затухания собственных волн экранированных шелевых линий, в том числе с ре-зистивной пленкой, с многослойным гиротропным заполнением, а также поверхностных нагнитостатических водп (ПИСВ) в системе двух Ферри-товых слоев с учетом потерь;

2) разработка алгоритма расчета натрид рассеяния двухмерных цилиндрических нерегуляриостсй в волноводах с обобщенными.инпедан-сныки граничными условиями (ИГУ);

31 исследование характеристик ЦН (однородный металлический, диэлектрический и Ферритовый цилиндры, а также многослойные ЦН) в экранированных и открытых волноводам, содержащих диэлектрические слои, на основе разработанного алгоритма;

4) разработка электродинамических ноделей волноводных узлов, совиешаюших невзаимные и усилительные Функции;

Ь> реализация разработанных алгоритмов в вядеирогранн для ЭВМ, их практическая проверка и разработка СВЧ-устройств на их основе.

Сформулированное вше задачи решаются на основе единого подхода. сочетавшего применение метода частичных областей и обобщенный юшеданешк (или адмитансных) граничных условий.

Достоверность полученных результатов определяется адекватность» выбранных моделей , реалыши структурам и подтверждается сравнением с результатами расчетов по известным электродинамический адгоритман ис экспериментальными данными.

Научная новизна. В тшссерта^шонной работе впервые:

1. Изучены дисперсионные характеристики и-затухание собственник волн энл с резистивной пленкой (ЭДЛРП) и зли с многослойный ги-ротропнын заполнением, вкдючаотин два Феррнтовше слоя.

г. Исследовано затухание ПНСВ в связанные Феррктовых пластинах.

3. Разработав строгий электродинамический алгоритм расчета матрицы рассеяния двунерной ПН с произвольной внутренней структурой. характеризуемой матрицей поверхностных импедансов. в волноводах с обобщенными ИГУ.

4. с поношью этого алгорктка строго решены задачи дифракции волны основного типа в пряноугольнон волноводе с диэлектрическим слоен на металлической, диэлектрической и Феррктовон цилиндре, на слоистых пн. а также на Ферритовом цилиндре в открытой дз.

5. Исследовано расшеплепие азннггально-яеоднородных колебаний диэлектрического цилиндра в пряноугольнон волноводе с диэлектрическим слоем.

6. Исследованы характеристики двухслойного неоднородного по высоте анизотропного диэлектрического цилиндра в пряноугольнон волноводе.

7. Выполпен электродинамический анализ волноводеых узлов, совмещающих невзаикные и усилительные функции:Ферритового цилиндра с плаиарнын диодом на боковой поверхности, включенного в прямоугольный волновод с диэлектрическим слоен; волповодного тройника с Фер-ритовой пластиной и плаяарнын диодом.

Практическая ценность и внедрение результатов.

Разработаны эффективные алгоритмы и созданы программы расчета характеристик собственных волн экранированных шелевых линий (в том числе ЗЯЛ на изотропной подложке. 31лрп. ЗЖЛ с многослойным гиро-нагнитным заполнением). Разработаны эффективные алгоритмы в программы. позволявшие рассчитывать натриаы рассеяния ПН в зкраниро- • ванных и открыт!» волноводах с диэлектрическими слоями, а также

волноводиых узлов, совмеоаюаих аевэаимные и усилительные Функции.

5

Проведена экспериментальная проверка приближенных алгоритмов, разработанных в диссертации.

Показана возможность создания полоснопронускаюших и полосно-запираших Фильтров (ППФ и ПЗФ) на две близких частота на основе эффекта растепления азинугальио-неоднородных колебаний вояновод-по-диэлекгрического резонатора; устройств, совнеоавдих невзаинные и усилительные Функции.

основные результаты работы получены в коае выполнения 11 НИОКР. Разработанные программы расчета характеристик ЭОЛ сданы в отраслевой Фонд алгоритмов и программ (ОФАШ и переданы в другие институты отрасли. Разработаны ППФ на основе зал с кеталлическини перемычкаки и резслаисные вентили на основе прямоугольного волновода и ЗИЛ с Ферритовой пластиной. Результаты, полученные в диссертации, использованы при разработке Фильтров, вентилей и других евч-устройств. о чей свидетельствуют приложенные к диссертации акты внедрения.

На защиту выносятся:

1. Теория и алгоритмы расчета характеристик собственных волн экранированных пслетх линяй передачи с поглощающими и гиротрошш-ии элементами, в тон числе ЭВЛ с резистивной пленкой. ЭДЛ с многослойным гиронагшгпшм заполнением, а такае поверхностных нагни-тостатичоских волн в слоистой Ферритовой структуре с учетон потерь.

2. высокоэффективный алгоритм расчета матриц рассеяния цилиндрических иарегудярностей в экранированных и открытых волноводах, содсрзаодг слои диэлектрика, охватяяагарй более широкий класс линий передачи и верегулярностей по сравнению с •.пвестныни ранее алгоритмами.

I -3. Новые решения задач дифракции на нерегулярностях в прямоугольном волноводе с диэлектрическим сдоен й. осксм открытой ДВ, полученные с поношью данного алгоритма.

4. Результаты исследования эффекта растепления азниуталь-но-неоднородных колебаний волноаодно-дизлектрических резонаторов и

реконеидапии по его принепению в полосно-пропускаших и полосно- запирающих Фильтрах на две частота. ■

5. теория и алгоритмы расчета натрип рассеяния волноводшга узлов, сочетающих невзаимные и усилительные Фувкшш. в той числе ♦ерритового цилиндра с пленарным диодон в прямоугольном волноводе с диэлектрическим слоем, полноводного тройника с Ферритовой пластиной в вентральном волноводе и планарнын диодом.

6. программы расчета характеристик сбч-структур, разработанные на основе перечисленных выше алгоритмов.

7. евч-устройства. разработанные с применением этих алгоритмов и программ, в том числе ППФ на основе ЗИЛ с металлическими перекачка ни, резонансные вентили на основе прямоугольного волновода и зал с Ферритовой пластапой.

Апробация работы и публикации, основное содержание диссертации опубликовано в в печатных работая, результата работа докладывались и обсуждались на Всесоюзном семинаре "Решение внутренних краевых задач электродинамики" (Ростов-на-Дону. 198в>. на XV Всесоозной научно-технической конференции "Ферритовые СВЧ-приборы я материалы" (Ленинград. 1990). на научных семинарах в НГТУ. ННИПИ, ШШ "Салют".

Структура и объем работа, диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Диссертация содержит 115 странна основного текста. 118 рнсунков на иг страницах. 18 таблиц, .список литературы из 148 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы. с Формулированы основные задачи работы я кратко охарактеризовано ее содержание.

в первой главе исследованы дисперсионные характеристики я затухание собственных волн регулярных ЭХЛ. в том числе ЭХЛРП, э*л с

7

многослойным гиромагнитным заполнением, садючассачм лиа Ф^рритошх с"„, а такхе 1ШСВ в системе двух связанных касательно намагшлен-;шх Феррит», ¿ых пластин.

При решении задачи о собственных волнах ЭШЕРП использовало двухстороннее ИГУ. связывзкаее тангенциальную» состаш:;иовую электрического поля и скачок тангенциальной составляющей магнитного поля на поверхности пленки. Получена система интегральных уравнении относительно тангенциальных компонент электрического поля в ыеяи. С 'ккзшьо проекционного метода эта система сведена к однородной системе дкнетшх алгсбгзчческих уравнений (СЛЛ'Л относительно коэффициентов разложения электрического поля з шели по базисным Функциям, з качестве kotopii вабрапи тригонометрические Функции. Дисперсионное уравнение .обстаешак волн лишш получается из /словил равенства пули определителя это :í снсте(ш. в результате численного '•еседия зтого уравнения рассчитаны зависимости »азоеeíx постоянных <СШ и постоянных затухания ШЗ) от поверхностного импеданса пленки и частоты. Показано, что зависимость ИЗ основной вошш волновода, полностью перегороженного пленкой, от шшеданса пленки при низких частотах является коиотонно убииаякей. а с поьиаеииен частоты становится немонотонно}'! и кисет наксодум. Доказано существование кехтиповой трансформации собственных волн а Г-ШЛРП.

';.|Лиы ci;o<icTua волг, основного типа и с дв:гнч гло.ч»:; ver. основе диспегскслшого уравнения для квазиоднородшк: ноли,

полученного приближенным аналитическим методой, основании* на преобразовали» Звннгера. Сравнение ФЛ основной волны лшнм с одной íep-рито-адэлектрической подлохкой. рассчитанной по известным строгим электродинамическим алгоритмам и с помоиь» приближенного дисперсионного урапнения показало, что в границах применимости этого уравнения расхождение иеглу строгни и приближенным результатами составляет 1-4'Л Показано, что в линии с двумя слоями Феррита а случае разных подмагничиваетшх полей, приложенных к Ферритам, частотная зависимость иевзатшого Фазового сдвига является немонотонной 3

и инеет иипшун в интервале негду частотами Фсррокаттштпого т>езо-иавса.

Проанализировано распространение ПНСВ в системе двух связанных касательно намагниченных Ферритовых пластин с учетон потерь. В результате числснпого репения дисперсионного уравнения ПНСВ для скстены двух одинаковых нластип, разделенных конечном зазором, показано! что в такой систеие затухание внешней йоды уменьшается, а затухание внутренней ноли увеличивается с уменьшением зазора нехду плас ^ялами. Установлено такхе, что затухание внешней коды нопотон-но увеличивается с частотой в полосе ее распространения, а затухание внутренней ноды имеет ншшмун в этой полосе. Получено аналитическое рспмше лисперснонпого уравнения пгген его сведения к квадратному в случае приныкаюяих друг к другу Феррнтовнх пластин одинаковой толшшш. но с разной намагниченностью.

Проанализирован пыгд каждого из «ерритовых слоев в результирующее затухание 1ШСВ. Показано, что для впешпих ПНСВ в окрестности их предельных частот и длышых волн в окрестности частот поперечного Ферронагнитпого резопанса преобладающий вклад потегь в одион из Ферритових слоев в затухание Ш1СВ обусловлен локализацией поля волны в этой слое. Для внутренних ПНСВ в окрестности их предельных частот преобладающий вклад потерь в одном из слоев в затухаете волны связан с тем, что направление врашения вектора магнитного поля волны в этой слое совпадает с направлением нрепессии иаг-нитных моиентов. а в другой слое - ену противоположно.

Вторая глава лосвяшена исследованию характеристик ПН в экранированных и открытых слоистых волноводах, содержащих слои диэлектрика. С этой пелью разработай электродинамический алгоритм расчета матриц рассеяния двунерных ЦН с произвольной внутренней структурой в волноводах с обобщенными игу (рис.1). Рассматривается плоский или прямоугольный однонодовый волновод, в граничных плоскостях которого заданы обобщенные игу следугшего вида:

Рис. 1

-о»

где знаки и "+* выбираются при $ =1 и $ =2 соответственно. Ядро интегрального оператора, входящего в (1),

-ев

21г(Х) " вхошше импедапсы областей и 1/< для Фурье-

конпонент электромагнитного поля ¡¡¡)} (¡/, г • Задача Ди+рзк-

дии волны основного типа па ПН в этон волноводе решена при следующих предположениях:

1) задача является двумерной. т. е. свойства системы и поле падаюшей волга не зависят от координата X вдоль оси ОН:

2) папаюпая волпа имеет отличные от нуля компоненты поля £"_.

* /

(в силу двумерного характера задачи рассеянное поле будет инеть такую же поляризацию):

3) волновод является пассивным и изотропным, т.е.

граничное условие на поверхности ПН задано в виде +00

А= 2 ,-<»<&< Ч"«, (2)

амплитуды азимутальных гармоник тангенциальных компонент электрического и магнитного полей на поверхности ПН. Натрипа поверхностных иипедансов (ШИ) является характеристикой ПН и зависит только от ее внутренней структуры. ■, .

Для решения поставленной задачи использована вторая формула Грина для электрического поля на поверхности ПН. Выразив электрическое поле Еъ и его нормальную производную дЕ^/др через тангенциальную компоненту магнитного поля Ну на поверхности ПН с

покопь» граничного условия (2) к уравнений Наксвелла и применив

•Я

проекционный нетод к полученнону функциональному уравнению, получаем неоднородную СЛАУ относительно неизвестных коэффициентов Сд • функция Грина для волновода с обобщенными ИГУ представлена в виде интеграла по действительной оси на плоскости продольного волнового числа. Благодаря зтону удается корректно учесть полный спектр как экранированных, так и открытых волноводов, проведено выделение особенности из Фушсшш Грина.

волнан, уходяшин от нерегулярности в областях 2>& н 7<-й/ • соответствуют полосы подинтегралышх функций в спектральном представлении полей в комплексной плоскости у - Элененты катрины рассеяния ХШ выражаются через вычеты пощштеграяьных функции в этих полосах.

Тестирование алгоритма проведено на примерах расчета натриц рассеяния ряда Ш в пряноугольнон волноводе без заполнения и в открытом ДВ. Доказана сходимость алгоритма по числу учитываемых азимутальных гармоник и проведено ее численное исследование, показано. что сходимость алгоритма замедляется: а) при увеличении радиуса шшшдра. б) при приблихеши цилиндра к границам волновода! б) при увеличении Фазовой постоянной возбухдаюаей волны.

С помоиью о писанного вше алгоритна впервые получено строгое электродинамическое решение задач дифракции основной волны на однородном металлическом, диэлектрической и Ферритовон цилиндрах в прямоугольной волноводе с диэлектрическим слоен, а также па однородной Ферритовон цилиндре в открытом дв (рис.2).

Исследован эффект расцепления азимутально-неоднородного колебания диэлектрического цилиндра в нряноугольном волноводе с диэлектрическим слоем. Показано, что с увеличением диэлектрической проницаемости пластины иди цилиндра, а также с уменьшением радиуса цилиндра разность резонансных частот четного и нечетного колебаний уменьшается. Расцепление азимутально-неоднородных колебаний нохет быть использовано для разработки ППФ и П34> на две близких частоты. Обнарухена сиена типа резонанса (появление резонапса запирания 12

вместо резонанса пропускания) при изненении характера возбуждающей волны от объемного к поверхностному. Изучены вентильные свойства ♦ерритового цилиндра в прямоугольной волноводе с диэлектрическим слоем и открытой ДВ и показано, что подавление обратной волны максимально при некоторой оптимальной расстоянии между цилиндром и диэлектрическим слоем.

На основе аппарата обобщенных натрии передачи получены расчетные Формулы для элеиентов НИК многослойного цилиндра, содержащего слои Феррита, диэлектрика и металла. Исследованы характеристики неталлоднэлектрического цилиндра и диэлектрического кольца в прямоугольном волноводе.

Репена трехнердая краевая задача дифракции Ц -волны на двухслойной неоднородном по ввсоте анизотропном диэлектрическом цилиндре в прямоугольном волноводе без заполнения. Приближенный характер приведенного решения связан с неучетом взаимодействия со стенками волновода неоднородных по высоте затухавших цилиндрических волн, возбужденных цилиндром.

Третья глава посвядена исследованию полноводных узлов, сопне-паюоих певзаинние и усилительные Функции. Эти узлы содержат ♦ерритосый элемент и плаварный диод. Модель» диода служит бесконечно тонкая перемычка, па которой задано двухстороннее ИГУ. с учетон шш многослойного цилиндра, вычисленной во второй главе, приведен алгоритм вычисления ШИ слоистого гиротропного цилиндра с аианарнын диодом на боковой поверхности. Проанализированы характеристики Ферритового цилиндра с нпанарным диодом на боковой по-аерхности в прямоугольном волноводе с диэлектрическим слоен (ряс. 3). Обнаружено, что при определенных значениях параметров эта система усиливает волну, распространяюсплося в прямом направлении и подавляет обратную волну. Указанный эффект наблюдается в полосе частот порядка долей процента. Максимальное подавление обратной волан составляет - 1ТдБ при одновременном усилении прямой волны 12 дБ, Исследована критичность данного эффекта по отноиению к из-Н .

r. s r S. f С f S s s

/

A / /

Ряс. 3

Л SJ1

/ / s

л / f s

S / s

/ s s

/ / / Л oH0

Ч \ Ч Ч

л

/ S

/

/ / / / S

✓ ✓ ✓ S

/

✓ / / 0 ho

/ / / / /

< { г л

WW \ ч ч ч

Рис. 1

ненению параиетров диода и Феррктопого цилиндра.

Приведены примеры, когда Ферритовый цилиндр с планарюж диодом на боковой поверхности в волноводе с диэлектрическим слоен усиливает волну, бегущую в одной направлении, и пропускает практически без изненепия - в противоположном. Показано, что в случае, когда диод понеиен на боковую поверхность Ферритодиэлектрического цилиндра, полоса усиления пряной волны расширяется, а также возможно существование двух максимумов усиления.

Разработан алгоритм расчета матриц рассеяния ьлпноводного тройника с Феррктовых слоем в центральной волноводе, а также тройника с Ферритовын слоем и планарнын диодом, включешшн в центральный или боковой волновод (рис. 4-). При этом боковой волновод иохет быть согласован или короткозанкнут на некотором расстоянии от плоскости сочленения. Краевая задача сведена к системе интегральных уравнений относительно тангенциальной компонента! электрического ноля в апертуре Т-сочленения и поверхностной плотности тока на перенычке. В свою очередь, эта систена в результате применения проекционного метода сводится к неоднородной СЛАУ относительно коэффициентов разложения неизвестного поля и тока по базисным функциям.

Установлено, что тройник с Ферритовыи слоен и пленарным диодом в режиме однонаправленной поверхностной волны может усиливать волну, бегуную в прямом направлении, и одновременно подавлять обратную волну. Нз полученных численных результатов следует, что максимальное усиление прямой волны достигается при некоторых оптимальных значениях активной и реактивной (емкостной) частей импеданса диода. Для получения максимального усиления необходимо располагать пленарный диод на поверхности Феррита.

В четвертой главе описаны экспериментальные исследования и внедрение результатов диссертационной работы. На основе измерений дозонапеных частот первых двух типов колебаний волноводно-шелевого

резонатора (ВИР) в зависимости от его длины, вычислена постоянная «

распространения основной волны У.У\ ч проведено сравнение экспериментальные результатов с теоретическими. получении»:« с поношьв нгиб.тахешюго кетода Зпиигера. Разя!гше иезду экспериментальными и теоретическими значениями составляет 1-2Х.

Проведена экспериментальная. ировсркл приблизекпого адгорнтна расчета характеристик неоднородного по высота цилиндрического ДР в прямоугольном волноводе, разработанного в главе XI. Разнида нему теоретаческими и экспериментальными значенияки резонансных частот ЛР не превышает 2-ЗИ.

?азработз1!ы ЯП? на одлу и две полосы на основе металлических иоремычек в ЗИЛ. а такде резонансные вентили на основе прямоугольного волновода н 03/1 с Ферритовой пластиной.

Описаны разработанные программы расчета яарактернсти.е собственных волн ЗДЛ на изотропно;'! лодлохке. ЗЗЛРП. ЗД/1 с нногослойнын гиромагнитнын заполнением; расчета матриц рассел»п:я НП в экраниро-злииых и отзсрытых волноводам со слоистым диэлектрическим заполнением; расчета матрицы рассеяния волповошюго тройника с ФеррнтовоЯ пластиной и планарнии диодон.

П заключении с Формулировав основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕ'//ЛЬТЛТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решены впервые задачи о собственных и-»..:.-" ^ЯЛРГС. ОЯЛ с многослойный гнрокаг!11гп12..1 заполнением. вюшчакыт два <}сррнто)!и\ с::оя. а тшсхе о распространении Ш1СВ а связанных $оррнтовых пластина:: с Учетом потерь.

а. Обнаружено суиествование медтиповой трансформации собственных волн в 0ЯЛРП, заключающейся в преобразовании одного типа волны :г другой при непрерывном изменении ¡юисрхностиого янведанса плешш.

3. Установлено, что з ЗИЛ с многослойным гиромагнитным заполнением при разгшх постоянных нагнитяых полях, црнлоден.чых к под-

-"огхам, частотная зависимость аевзаинксго фазового сдвига имеет

¡7

иинииун между частотами Ферромагнитного резонанса.

4. Показано, что в систене двух одинаковых связанных' Феррито-вых пластин затухание внешней ПНСВ уменьшается, а затухание внутренней ПНСВ увеличивается с уменьшением зазора мехду пластинами; затухание внешней ПНСВ монотонно возрастает с частотой в полосе распространения, а затухание внутренней ПНСВ имеет минимум в этой полосе. Проанализирован вклад каждого из Ферритов в затухание ПНСВ в систене двух примыкавших друг к другу нластин с разной намагниченность». Для внешних ПНСВ в окрестности их предельных частот и длинных ПНСВ в окрестности частот поперечного Ферромагнитного резонанса преобладающий вклад потерь в одном из слоев в затухание ПНСВ обусловлен локализацией поля волны в этом слое, а для внутренних ПНСВ - направлением поляризации магнитного соля волны.

5. Разработан впервые строгий электродинамический алгоритм расчета матрицы рассеяния двумерной ЯН с произвольной внутренней структурой, характеризуемой матрицей поверхностаых инпедансов. в волноводе с обобщенными иннедалсными граничными условиями интегрального типа- Данный алгоритм обладает высокой эффективностью и позволяет решать широкий класс задач дифракции на ОН в экранированных и открытых волноводах, содержащих слои диэлектрика. С помоям» этого алгоритма строго решены задачи дифракции волны основного типа на однородном металлическом, диэлектрическом и ферритовои цилиндрах в прямоугольном волноводе с диэлектрическим слоек, а также на однородном Ферритовом цилиндре в открытом дв.

6. Обнаружена сиена типа резонанса диэлектрического цилиндра в прямоугольном волноводе с диэлектрическим сдоем {появление резонанса запирания вместо резонанса пропускания) при изменении характера возбуждавшей водны от объемного к поверхностному, ■сследоваво расиепление азмнггально-неоднородмыж колебаний диэ лсктричсского цклипдга в волноводе с диэлектрическим слоен. Расцепление азикутально-неоднородных холебаний может быть использовано ш разработки ППФ и ПЗФ на две частот

«

7. Показано, что Ферритовый пилиндр в пряиоугольнон волноводе с диэлектрическин слоен обладает свойствами вентиля в окрестности резонанса азииутально-неоднородного колебания. Подавление обратной волны в точке Резонанса максимально при некотором оптимальном расстоянии между цилиндром и диэлектрическим сдоен.

в. На основе аппарата обобшешшх матриц передачи получены расчетные Формулы для зленентов ММ многослойного радиально-неод-нородного цилиндра, содержащего слои Феррита, диэлектрика и металла. Исс тедованы свойства неталлодиэлектрического цилиндра и диэлектрического кольца в прямоугольном волноводе.

9. Приближенно решена трехмерная краевая задача дифракции -полны на двухслойной неоднородном по высоте анизотропном ДНЭ7

№

лектрическон цилиндре в прямоугольном волноводе без заполнения. Исследовано влияние анизотропии на характеристики цилиньра в волноводе в окрестности резонансных частот различных типов колебаний.

10. Проведен впервые электродинамический анализ волноводных узлов, совмешаюпих певзакмные и усилительные Функции: 1) Феррито-пого цилиндра с планарным диодом на боковой поверхности в прямоугольном волноводе с диэлектрическин слоем. 2) волиовод^ого тройника с ферритовой пластиной в центральной волноводе я планарным диодом, вклочешюм в центральный или боковой волновод.

И. Разработа1ш програниы расчета характеристик собственных волн в ЭШ1 на изотропной подложке, ЭЯЛРП. зил с многослойный гиромагнитным заполнением; расчета матриц рассеяния ЦК в экранированных и открытых, волноводах, а также волноводного тройника с Ферритовой пластиной и планарным диодом.

12. На основе измерений характеристик волноводно-целевого резонатора и волноводно-дизлектрическог© резонатора на основе диэлектрического цилиндра в отрезке запредельного волновода выполнена экспериментальная проверка разработанных в работе приближенных ал--горитнов.

13. Разработаны ППФ на. одну и две полосы частот на основе э&л

. • 19

с металлическими перемычкани. а также резонансные вентили на основе прямоугольного волновода и ЭЩЛ с Ферритовой пластиной.

Таким образом, в диссертации на основе обобшенного импеданс-йоге подхода получены новые решения задач анализа характеристик собственных волн линий передачи и нерегулярностей в их тракте, имеющих существенное значение для радиоэлектроники.

РАБОТЫ. ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Отаахов хх А.. Рахкелевич И. В. Дисперсионные свойства экранированной целевой линии с резистивной пленкой // Известия вузов. Радиофизика. -198В. -Т. 31. -Е 5. -С. 607-611.

2. Орхевская А В.. Отнахов Ю. А.. Рахиелевич И. В. Метод расчета характеристических паранетров нормальных волн экранированной иелевой линии // Электронная техника, сер. 1 - электроника свч. -1989. -Е 2. -С. 79-80.

3. Рахиелевич И. В. Затухание поверхностных нагнитостатических волн в связанных фсрритовых пластинах // Известия вузов. Радиофизика. -1989. -Т. 32. -Е 11.-С. 1422-1429.

4. Рахиелевич И. В. Програнма расчета постоянных распространения и затухания осповной водны экранированной шелевой линии с резистивной пленкой при наличии потерь в диэлектрике // электронная техника. Сер. 1 - Электроника СВЧ. -1990. -н г. -С. 72-74.

5. отмахов ХНА.. Рахиелевич И.В. Программа расчета постоянных распространения и затухания собственных волн экранированной целевой линии с Ферритодиэлектрической подложкой при наличии диэлектрических и магнитных потерь // Электронная техника. Сер. 1. -Эдектрою1ка свч.-1990,-н з.-С. Т1-73.

6. Оржевский А. Г.. Попов В. П.. Рахиелевич К. В. математическое моделирование волноводных узлов, совмещавших невзаинные и усилительные функции // "Феррито вые СВЧ-при6оры и материалы." труды xv Всесоюзной конференции по Феррито вой технике. -А . 1990. -т. 3. -а 77-78. 50

7. Рахмелевич и. в. электродинамический анализ двухнериых цилиндрических нерегулярностей в волноводах с обобшешшни иннеданс-ныни граничными условиями // Радиотехника и электроника. -199г. -Т. 37. -Н 9. -С. 1544-1553.

е. Рахмелевич И. а Неталлодиэлектрический и Ферритовый цилиндры в открытом и закрытом волноводах // Радиотехника и электроника. -1992. -Т. 37. -Н 9. -С. 1553-155«.