автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.08, диссертация на тему:Линейные невзаимные ферритовые и диэлектрическиеустройства с электрическим управлением для систем СВЧ-радиометрии

р 5 О А вінницький девшний технічний університет

МАГОИЛОВ ВЯЧЕСЛАВ ПИЛИПОВИЧ

ЛІНІЙНІ НЕВЗАЄМНІ ФЕРИТОВІ ТА ДІЕЛЕКТРИЧНІ ПРИСТРОЇ З ЕЛЕКТРИЧНИМ КЕРУВАННЯМ ДЛЯ СИСТЕМ НВЧ-РАДІОМЕІРІІ

Спеціальність 05.11.08 - Радіовимірювальні прилади

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

На правах рукопису

Вінниця - 1996

Дисертацією є рукопис

Робота виконала на кафедрі фізики Житомирського інженерно-технологічного інституту

Офіційні опоненти: д.т.н., проф. Суп’ян Віліамін Якович.

д.т.н.,проф. Скрипник Юрій Олексійович д.ф.-м.н.,проф. Найденко Віктор Іванович

Провідна організація: НДІ "Квант", м. Київ

Захист відбудеться 11 б " грудня 1996 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.10.01.01 в. Вінницькому державному технічному університеті за адресою: 286021, м. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Вінницького державного технічного університету

Автореферат розісланий " ________1996 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

з

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Вивчення навколишнього середовища набуває все більшого значення, в житті людського суспільства. В зв’язку з екологічними потрясіннями, які викликані змінами клімату Землі і які в недалекому майбутньому можуть привести до катастрофічних наслідків гігантських масштабів - вивчення навколишнього середовища стає особливо актуальною проблемою.

Зусилля і засоби усіх галузей науки і техніки спрямовані на врятування природи і людського суспільства від згубних наслідків нестримної і безумної експлуатації ресурсів Землі, її забруднення і отруєння.

Глобальний характер задачі вивчення стану навколишнього середовища обумовлює провідну роль дистанційних методів її вирішення, тому що тільки ці методи можуть забезпечити отримання інформації по усій земній кулі і з необхідним часовим розрішенням.

В системі дистанційного зондування навколишнього середовища широко використовуються НВЧ-радіометричні методи, засновані н вимірюванні характеристик власного радіотеплового випромінювання атмосфери, атмосферних утворень і підстилаючої поверхні в мікрохвильовому діапазоні електромагнітних хвиль, які пов’язані з фізичними властивостями вказаних об’єктів.

Необхідно зазначити, ідо великий вклад в розвиток НВЧ-радіо-метричних методів дистанційного зондування навколишнього середовища внесли творчі колективи, очолювані вченими колишнього СРСР. Широко відомі роботи А.Е.Башарінова, В.М.Тучкова, В.С.Троіцького

А.Г.Горелика, А.П.Наумова, Б.Г.Кутузи, В.С.Еткіна, І.А.Струкова, Я.С.Шифрина, В.П.ІІІестопалова та інших.

Для вимірювання характеристик випромінювання навколишнього середовища використовуються НВЧ-радіометри, які являються приймачами електромагнітного випромінювання на тій чи іншій довжині хвилі. їх практичному застосуванню сприяє простота, малі габарити і мале енергоспоживання.

Сучасний високочутливий радіометр повинен мати не тільки малі втрати, але й широку смугу прийому. Розвиток техніки вимірювань, зокрема радіометрії - НВЧ, пов’язаний з створенням інформаційно-вимірювальних систем із застосуванням мініатюрних НВЧ-вузліЙ обумовлює зростаючий інтерес до створення широкосмугових феритових та діелектричних пристроїв з електричним керуванням. Використанн таких пристроїв дозволить не тільки значно знизити металоіемність приладів, та зменшити їх габарити, а суттєво покращити їхні

електричні характеристики, спростити технологію виготовлення.

Заслуга розвитку цього напрямку в теоретичному та прикладному плані належить: А.Г.Гуревичу, І.А.Дерюгіну, А.Л.Мікаєляну, Я.А.Моносову, Л.К.Михайловському, В.А.Фабрикову, Ю.Я.Юрову,

В.К.Шугурову і колективам вчених, що сформувались під їх науковим керівництвом. Суттєвий вклад в дослідження і розробку різних пристроїв НВЧ внесли також колективи вчених під науковим керівництвом О.О.Бокринської, К.Г.Гудкова, Б.¿»і.Лебедя, Л.В.Алексейчика, В.Ф.Взятишева, М.Ю.Ільченко, В.В.Данілова та інших.

Успіхи у вирішенні проблем мініатюризації, підвищенні надійності та технологічності радіовимірювальної апаратури базуються на використанні результатів досліджень взаємодії електромагнітного поля з напівпровідниковими, феритовими та діелектричними середовищами. Створення нових видів цих матеріалів, вдосконалення технології їх отримання приводить до реалізації твердотілих активних і пасивних приладів, застосування яких визначає прогрес в розвитку радіоелектроніки.

Рівень та упереджуючий розвиток радіовимірювальної техніки обумовлюють прогрес точних наук і розвиток виробництва нових приладів. Створення великої номенклатури напівпровідникових, феритових і діелектричних пристроїв різного функціонального призначення, які мають необхідні електричні характеристики, неможливе без встановлення і моделювання найважливіших закономірностей взаємодії електромагнітного поля з різними середовищами в електродинамічних структурах, що пов’язано з аналізом фізичних процесів, з постано-

- вою відповідних крайових задач та розробкою методів їх розв’язання. Успішне розв’язання цих задач неможливе без розробки алгоритмів розрахунку взаємних та невзаємних пристроїв із застосуванням ЕОМ. '

Актуальною проблемою, яка виникає при створенні систем машинного проектування феритових і діелектричних пристроїв НВЧ-ра-діометрії, є розробка математичних, фізичних та розрахункових моделей для хвилеводних і інтегральних структур з різними ізотропними та анізотропними включеннями. Такі моделі можна отримати тільки на базі електродинамічного підходу до аналізу хвилеводних структур. Розвиток теорії хвилеводів і інтегральних ліній передач з різними неоднорідними включеннями відіграє важливу роль ■ для розробки нових функціональних пристроїв КВЧ-радіометрії та

встановлення меж застосування наближених методів досліджень і створення ефективних інженерних методів розрахунку різних широкосмугових пристроїв для радіовимірювальних систем.

З розвитком обчислювальної техніки та наближених методів розв’язання електродинамічних задач широко застосовується обчислювальний експеримент, який полягає в дослідженні математичної моделі, адекватної фізичним умовам і цим самим натурні експерименти замінюються розрахунками на ЕОМ. Тому стає актуальною проблема створення алгоритмів розв’язання задач прикладної електродинаміки, які враховують специфіку визначених класів хвилеводних і інтегральних структур радіовимірювальної техніки.

Метою роботи є вирішення важливої науково-технічної пробле ми створення та запровадження взаємних та невзаємних пристроїв з електричним керуванням у радіометричні системи НВЧ шляхом вивчен ня процесів взаємодії електромагнітного поля з феритовими і діелектричними включеннями у різних електродинамічних структурах та розробки методів вимірювання їх характеристик.

Наукова новизна дисертаційної роботи полягає в розробці теоретичних основ, методів і рекомендацій, які направлені на створення взаємних та невзаємних пристроїв з електричним керуванням для радіометричних систем НВЧ.

Основні результати, які вперше представлені у дисертації і мають новизну, полягають у наступному.

1. Сформульовані і отримані лема Лоренця, теореми взаємності та умови ортогональності власних хвиль для хвилеводу з анізотропним заповненням.

2. Розроблений і обгрунтований метод моделювання невзаємних пристроїв НВЧ у формі зв’язаних хвиль, отримані критерії подібності для невзаємних пристроїв НВЧ.

3. Запропонований автоматизований метод вимірювань характеристик пристроїв НВЧ та оцінена похибка їх вимірювань.

4. Створені і апробовані чисельні алгоритми розрахунків феритових циркуляторів у хвилево.дному та інтегральному виконанні.

5. Обгрунтована електродинамічна модель діелектричного резонатора та отримані розв’язки задач його збудження за допомогою тонкого провідника і мікросмужкової лінії.

6. Запропонована методика і алгоритм розрахунку мікросмужко-вих дискримінаторів .для систем стабілізації частоти автогенерато-рів.

7. Розроблені та запроваджені оригінальні невзаємні пристрої і модулі радіометричних систем НВЧ.

Основні методи дослідження. При виконанні роботи використовувались математичний апарат електродинаміки, основні положення диференційного і інтегрального числення, теорії спеціальних функцій і лінійних електричних кіл, методи математичного і фізичного моделювання, методи векторного аналізу та лінійної алгебри.

Обгрунтованість та достовірність наукових положень, висновків та рекомендацій, сформульованих у дисертації підтверджуються:

-адекватністью розроблених математичних моделей вивчаємим фізичним процесам;

- використанням обгрунтованих методів розрахунку взаємних та невзаємних пристроїв НВЧ;

- підтвердженням ряду теоретичних результатів проведеними експериментальними дослідами;

- реалізацією на ЕОМ окремих алгоритмів розрахунку пристроїв НВЧ;

- відповідністю приведених результатів їх аналогам, знайденим іншими авторами.

Практична цінність дисертаційної роботи полягає:

- в розробці та використанні математичних, фізичних та розрахункових моделей,щоібільш адекватно ,ніж існуючи, відображають • електродинамічні властивості хвилеводних та смужко-вих структур і придатні для використання у задачах аналізу взаємних та невзаємних пристроїв;

- в розробці обгрунтованих методів, які дозволяють отримувати наближені аналітичні розв’язки /з оцінками їх точності/ окремих задач для хвилеводних та мікросмужкових структур;

- в отриманих математичних результатах, які дозволяють запропонувати шляхи знаходаення та обгрунтування розв’язків ряду задач для структур з анізотропним заповненням, а також отримати оцінки точності методів розрахунку;

- в розробці алгоритмів розрахунку пристроїв НВЧ та вимірювань їх характеристик, які можуть бути використані при машинному проектуванні;

- в дослідженні фізичних ефектів в хвилеводних та смужкових структурах, пропозиції та реалізації на їх основі оригі-

нальних функціональних пристроїв.

Результати дисертаційної роботи запроваджені і знайшли практичне використання на різних підприємствах при проектуванні радії метричних та радіотехнічних систем НВЧ.

Дослі.пдення та практична реалізація результатів дисертаційні роботи проводились по плану найважливіших робіт ДКНІ СРСР, в рамках цільової комплексної програми Мінвузу СРСР "Дослідження електромагнітних явищ в діелектричних хвилеводах, резонаторах, інтегральних схемах та створення на їх основі широкого класу радіоелектронних елементів, вузлів і схем НВЧ та оптичного діапазону хвиль" /Накази Мінвузу СРСР № 799 від 10.10.1980 р. і № 797 від 03.08.ISB7 р./.

Основні положення та висновки, що виносяться на захист:

1. Квадратичні леми .для анізотропного середовища: лема Лоренця, теореми взаємності, умови ортогональності та критерії подібності.

2. Метод аналізу невзаємних пристроїв ЬВЧ у формі зв’язаних хвил та алгоритми їх розрахунку.

3. Засоби збільшення діапазону робочих частот невзаємних пристро їв.

4. Електродинамічна модель діелектричного резонатора і результат розв’язання задач його збудження за допомогою тонкого провідн ка та мікросмужкової лінії.

5. Алгоритми розрахунку мікросмужкових дискримінаторів для систем стабілізації частоти генераторів НВЧ.

6. Вдосконалені методи вимірювання характеристик взаємних та невзаємних пристроїв систем радіометрії НВЧ.

7. Оригінальні конструкції широкосмугових взаємних і невзаємних пристроїв НВЧ з електричним керуванням.

Апробація роботи.

Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обгов рювались на:

- міжвузівському семінарі по комплексній програмі "НВЧ"

МЕІ, Москва, 1980, 1982, 1984, 1986, 1988, 1990;

- міжнародних конференціях по гіромагнітній електроніці та електродинаміці /1980, 1982, І9&4-, 1992/;

- всесоюзній конференції "Проектування і застосування раді електронних пристроїв на діелектричних хвилеводах і резонаторах" /Саратов, 1983, 1985/;

- всесоюзній конференції "Проблеми інтегральної електроніки гіВЧ" /Ленінград, І9Б4/;

- всесоюзній конференції по КВЧ феритовій техніці /Ленінград,

1984/; '

- всесоюзній конференції "Питання стабілізації частоти"

/Горький, 1985/; .

- щорічних обласних науково-технічних конференціях /Житомир, 1977-1996/.

Публікації

За матеріалами роботи опубліковано 62 роботи, з яких 33 винаходило відображені в переліку робіт.

Об’єм та структура дисертації. Робота складається з вступу, б глав, висновків, списку використаної літератури і 5 додатків. Містить в собі - 253 сторінки машинописного тексту, 55 сторінок малюнків та таблиць, 24 сторінки займає список літератури, 86 сторінок додатків, всього 427 сторінок.

Основний зміст роботи

У вступі обгрунтована актуальність досліджень і визначено місце роботи у вирішенні проблем, пов’язаних з перспективами застосування широкосмугових взаємних і невзаємних пристроїв з малими втратами в радіометричних системах, сформульовані ціль, наукова новизна, практична цінність дисертації, приведена її структура.

У першій главі роботи зроблено аналіз мікрохвильових методів вимірювання параметрів навколишнього середовища за допомогою радіометрів, розглянуті принципи побудови приймальних пристроїв, радіометричних систем і проблеми створення широкосмугових пристроїв НВЧ з електричним керуванням та малими втратами. Сформульовані мета і задачі досліджень.

В другій главі розглянуті основні положення для середовищ з тензорними характеристиками: виведення леми Лоренця і умов ортогональності; отримання рівнянь збу.пження і умов нормування; визначення інтегральних співвідношень для знаходження коефіцієнтів відбиття, прохо.адення і умов подібності для невзаємних пристроїв НВЧ.

При розрахунках в техніці НВЧ широко використовуються квадратичні співвідношення, як лема Лоренця і теорема Умова-Пойнтін-

га. Аналіз вітчизняної і зарубіжної літератури показує, що лема Лоренця застосовується для розрахунку електромагнітних полів у випадку, коли діелектрична або магнітна сприятли-

вості середовища є скалярами або симетричними тензорами, а також можливе її застосування у випадках дзеркально-симетричного і транс понованого середовищ._Існують середовища в яких ці умови не виконуються - 3-г і є тензори, які містять антисиметричні

складові, і лема Лоренця непридатна для розрахунку полів в таких середовищах.

При розв’язанні задач у випадку середовищ з тензорними пара метрами зростає значення методів аналізу, які базуються на використанні квадратичних співвідношень,і немаловажним є розвиток математичного апарату, необхідного для розрахунку процесів в них.

В роботі отримано лему Лоренця для анізотропного середовища в такому вигляді:

)

де Е+2 і Н<(2 - значення векторів напруженості електричного і

магнітного полів; &о( ^¡> - електрична і магнітна проникності

вільного простору; сО - колова частота; о - уявна одиниця

г-т . . .

, оі,г - значення векторів густини електричного і магнітного струмів; - антисиметричні складові тензорів сприй-

нятливості середовища; іГ - об’єм, де існують сторонні струми, обмежений поверхнею 5 .

Лема Лоренця в вигляді (і) дозволяє проводити розрахунок пристроїв, які містять в собі різні анізотропні неоднородності, зокрема аналіз основних характеристик невзаємних приладів.

Розв’язання задач збудження електромагнітних хвиль пов’язано з використанням властивостей ортогональності, які показують, що власні функції ідеального регулярного хвилеводу не взаємодіють між собою. Умови ортогональності власних хвиль хвилеводу з анізотропним заповненням визначаються так:

тут 0 Ли' - символ Кронекера, ґр.«,' - величина, яка вибирається довільно і до якої нормуються умови ортогональності (4).

В якості норми Ри.«,' звичайно приймають величину пропорційну запасу енергії в системі або потоку вектора Умова-Пойнтінга в даному напрямку.

Умови ортогональності дозволяють із суми хвиль виділити тільки ті складові, які відповідають за наявність в системі електромагнітної енергії одного виду коливань, що дає можливість розв’язувати задачі збудження хвилеводів з анізотропним заповненням за допомогою сторонніх струмів.

Якщо діелектрична і магнітна сприятливості середовища у хвилеводі є скалярами або симетричними тензорами, то умови (4)пе-

реходять в звичайні умови ортогональності власних хвиль.

Для розв’язання задач збудження хвилеводу сторонніми струмами виведено рівняння збудження у формі зв’язаних хвиль, які дозволяють знайти власні поля по відомій системі власних функцій хви лево.ду з ідеально провідними стінками. Отримана система неоднорідних диференціальних рівнянь розв’язується методом варіації довільної сталої,і в результаті маємо нескінченну систему рівнянь відносно невідомих амплітудних коефіцієнтів. Ця система рівнянь розв’язується методом послідовних наближень і с основою для описання процесів, які відбуваються в нерегулярних хвилеводах За допомогою леми лоренця виведено інтегральні співвідношення, які дозволяють отримати коефіцієнти відбиття і проходження для складних хвилеводних структур з урахуванням втрат.

Для визначення основних характеристик хвилеводних структур б використаний енергетичний принцип, суть якого в неперервності дотичних складових повного електричного та магнітного полів по обиц-ві сторони границі, що розділяє регулярні області. Встановлено межі застосування виразів для коефіцієнтів відбиття і проходження, визначено точність розрахунку основних характеристик пристроїв НВ’і. На основі леми Лоренця отримано умови подібності:

Іе<н Іе&г ІЄеі „ і -~=с.оп%г и ; кві к-"'1 ^тґя ІЄ- ІЄеі

Ы 17г ■ЙГ=Со"-Л &ин 1 !г и-4 Уї-нг. Ігш

= СО гь$Ь Іе&г "і~\ кл Ы 9

. - ССА-ІЇ. |2со£ І^г. к#г к »’і ?

— = САЛУЬ £е і Ь<гг. 1г»ті 0

і т —-— = Іеи Ьм Ієна, кігг км

TyT fei _ масштабні коефіцієнти, які характеризують середовище ( к а, кіг. ( I2j<h , к/іг. ) , частоту ( , електричне(^є<,Йег)

та магнітне (km, ^нг) поля, густину електричного ( ks< , к|г ) і густину магнітного струмів та об’єм (^ін, Іе-і/г) .

Критерії подібності для невзаємних пристроїв'КВЧ (.5) дозволяють розробляти конструкції приладів різних діапазонів з урахуванням вимог як до розмірів, так і до їх характеристик.

Запропоновано автоматизований метод вимірювань характеристик пристроїв НВЧ та оцінена його похибка.

Третя глава присвячена розробці алгоритмів розрахунку невзаємних феритових пристроїв на ефекті Фарадея в хвилеводному та інтегральному виконанні. Для вимірювання основних характеристик пристроїв на ефекті Фарадея запропоновано установку і методику вимірювання кута повороту площини поляризації та еліптичності поля. На основі розв’язання електродинамічної задачі, використовуючи теоретичні результати другої глави, отримано вирази для коефіцієнтів відбиття і проходження у випадку круглого двошарового хвилеводу з феритодіелектричним заповненням, які дозволяють провести вибір феритового і діелектричного матеріалів з урахуванням втрат та їх розмірів, а також оцінити конструкцію пристроїв.

По відомим дійсній Ту і уявній складовій Т0 коефіцієнта проходження, обчислено кут повороту площини поляризації

Ч>‘ - <f+ . „± ЗічТ"

І ’ *Р =аялТв^Г' (о)

та еліптичність поля

1ГЫТ1 .

^ ІТ1-ІГІ ’ (7)

(розглянуто випадок розповсюдження хвилі квазі - Н.^ правої (+) і лівої (.-) колової поляризації ) .

За допомогою ЕОк розраховано величину кута повороту площини поляризації ф в круглому хвилеводі з феритовим стержнем в залежності від параметрів фериту. Результати розрахунків показують,

що максимум кута повороту площини поляризації з зростанням намагніченості зміщується в область великих заповнень, і ця залежність носить нелінійний характер. Досліджено частотні залежності кута повороту площини поляризації в діапазоні частот і показано, що рівномірна частотна характеристика кута повороту отримується при використанні товстих феритових стержней С Ъ\ - радіус фериту, Т>г. - радіус хвилеводу) .

З метою зменшення величини намагнічуючого поля використано тонкі діелектричні втулки, які одягаються на феритові стержні і дозволяють збільшити активність фериту, що веде до зростання кута повороту (р . Максимум кута повороту ^ досягається при пе ному значенні діелектричної проникності матеріалу втулки і при певній її товщині.

Розглянуто залежності еліптичності електромагнітного поля від різню факторів, зокрема, від величини заповнення хвилеводу і величини намагнічуючого поля. При зростанні заповнення хзилевз-д.у феритом збільшуються втрати і еліптичність поля зменшується.

При подальшому збільшенні співвідношення величини ^ ¡Ъг за рахунок перерозподілу електричного поля втрати зменшуються, а еліптичність досягає максимуму /т.2,= 0,2).

Еліптичність поля електромагнітної хвилі, яка пройшла через феритовий стержень або стержень в діелектричній втулці, зменшується з збільшенням величини намагнічуючого поля, що пов’язано з різним затуханням право- і лівополяризованих хвиль, а також відмінністю величин коефіцієнтів відбиття цих хвиль від кінця феритового стержня.

Показано, що суттєвих втрат в зменшенні габаритів пристроїв на ефекті Фарадея можна отримати, якщо застосувати узгоджуючі елементи - діелектричні трансформатори замість конусних переході Розраховано основні характеристики чвертьхвильових діелектричних трансформаторів круглого і конусного , що дозволяють отримати узгодження в діапазоні частот частково заповненого хвилеводу з регулярною лінією передачі. Розроблений алгоритм розрахунку дозволяє для заданих параметрів узгодження найти розміри трансформатора в смузі частот7при яких коефіцієнт відбиття мінімальний. Розміри чвертьхвильових діелектричних трансформаторів (круглий та конусний )наведено в таблиці І.

Таблщя І

Основні розміри діелектричних трансформаторів

і і і . і

Діапазони іВідношення і Розміри іВідносна ді-і Смуга частот

ірадіуса транс-і трансфор- іелектрична і узгодження,

часлої, іформатора до і матора іпроникність і,0

ГГц ірадіуса ’ і (гг*¿т) , мміматеріалу і(о - кут ко-іхвилеводу і ітрансформат.і нуеа)

і ' і і і

8,2 т 12,1 0,72 8 х 7,5 11,5 32,0 50 8 = 20°

12,5 4- 17,5 0,74 6 х 5,5 12,0 ЗО 50 0 = 20°

17,5 т- 25,9 0,76 4 х 3,6 10,5 20 42,0 0 = 20°

25,9 37,5 0,78 2,2 х 2,4 11,5 24.0 40.0 8 = 20°

37,5 -і- 53,6 0,8 2 х 1,7 12,5 20 36,0 0 = 20°

53,6 і- 78,3 0,82 1,6 х 1,2 12,5 18 32 0 = 200

В останньому стовпці таблиці І /’нижній рядок) наведено дані для чвертьхвильового діелектричного конусного трансформатора.

Результати розрахунків підтверджено рядом оригінальних чверть хвильових діелектричних трансформаторів, що дозволяють проводити їх настройку в смузі частот.

Для вимірювання параметрів пристроїв використано вимірювальну установку, яку було запропоновано в другій главі роботи і оцінено похибки вимірювання узгодження двох хвилеводів, заповнених різними діелектриками. Показано, що ця похибка вимірювання величини КСХН = 1,2 складає 1,4 %, а для КСХН = 2 - 1,85 % в діапазоні частот.

- На основі проведених теоретичних та експериментальних до-

- сліджень створено оригінальні конструкції малогабаритних широкосмугових феритових перемикачів, характеристики яких наведено в таблиці 2.

Таблиця 2

Електричні характеристики хвилеводних перемикачів

Діапазон ■ Внесені ^ Розв’язка ^

частот, і втрати, і між кана- і Узгодження

ГГц

Примітка

І

лами, дБ

І

ї

5,2 12,1 0,2

12 4- 17,5

І7,о -г 25,5 25,9 і- 37,о

0,2

0,25

0,35

37,Ь 4- 53,о 0,4

26-28 круглий трансфор- діапазон пере-матор криваеться$6о-

ма приладами*

24-5-20 конусний діелектричний трансформатор

¿4 25 -"25 діапазон п-ере*

кривається ма приладами*

24 -"- діапазон пере,-

криваеться трьома при~ дами "

Час перемикання складає в середньому 0,5 *• 0,6 мікросекунд а неперервна натужність 4 - 5 Вт.

Прагнення до мініатюризації хвилеводних вентилів призвело до розробки вентилів-фшанців. Відомі конструкції їх мають малий діапазон частот, але шляхом зміни форми феритового вкладиша мож на значно розширити смугу частот. Розроблена конструкція вентиля представляє собою відрізок прямокутного хвилеводу, в якому асиметрично його повздовжній осі розміщено феритовий стержень з круглими діелектричними прокладками. Вкладиш (ферит, прокладки) встановлено на металічному трансформаторі, який має форму еліпса. Хвилевод через круглий отвір у вузькій стінці з’єднаний з короткозамкнутим відрізком круглого хвилеводу, який заповнено повздовжньо-намагніченим феритом. Для узгодження круглого хвилево,цу (вироджене плече) з прямокутним хвилеводом використано чверть хвильовий діелектричний трансформатор, по центру якого встановлена/ поглинаюча тонка плівка. Вентиль забезпечує робочу смугу частот до 25 % в сантиметровому діапазоні довжин хвиль, має розв’язку більше 20 дБ і втрати 0,5 дБ.

Io

Виконано теоретичні та експериментальні дослідження секції круглого феритового хвилеводу, на базі якого створено конструкцію перемикача на цілинній лінії. Перемикач представляє собою діелектричну підкладку, яка металізована з обох сторін. На верхній частині підкладки по центру прорізані щілинні лінії під прямим кутом одна до одної. По центру підкладки кріпиться відрізок феритового стержня, верхній торець якого металізовано.

Для створення магнітного поля використовується циліндричний соленоїд. Для розрахунку характеристик перемикача використана теорія тонкої щілини, прорізаної у верхньому екрані плоского хвилеводу, який складається з двох нескінчених паралельних металічних площин, простір між якими заповнено діелектриком. На основі розв’язання електродинамічної задачі, використовуючи результати третьої глави і теорію тонкої щілини в екрані, отримано вираз для модуля вхідної провідності пристрою, який дозволяє розрахувати розв’язку між каналами та внесені втрати. Основні характеристики розроблених перемикачів в інтегральному виконанні наведено в таблиці 3.

Таблиця З

Характеристики перемикачів в інтегральному виконанні

Діапазон | Розв’язка між £ Внесені ^ Час

частот, і каналами, і втрати і перемикання,

ГГц ? дБ • дБ • мк сек

8,2 + 12,5 27 0,25 0,1

12,5 4- 17,5 25 0,3 0,1

17,5 ■r 26,0 2b 0,3 0,1

При'проектуванні невзаємних пристроїв на ефекті Фарадея застосовано умови подібності (b) , які мають вид:

СО

а

cü-i j Ha. ^2

•= COaSt -=----------------------

JLo-i H-t

і дозволили значно прискорити їх розробку, використавши оптимі-зовані прототипи, при цьому враховується як смуга частот, так і параметри матеріалів.

Дослідження збіжності запропонованого алгоритму розрахунку круглого хвилеводу з шаровим заповненням показало, що послідовність рішень швидко збігається і це дозволяє проводити розрахунки пристроїв з необхідною точністю. Метод, що використовувався для вимірювання характеристик пристроїв, дозволяє суттєво підвищити точність вимірювань.

В четвертій главі роботи досліджені широкосмугові фазові циркулятори. Фазові циркулятори використовують невзаємний фазовий зсув між хвилями Hw і Нас в прямокутному хвилеводі з ферито,діелектричним заповненням, причому невзаємні фазообертачі знаходяться безпосередньо в області зв’язку направленого відгалужувача Н-ти-пу. Електричні характеристики фазових циркуляторів в значній мірі визначаються параметрами невзаємних обертачів ,і тому основна увага приділяється дослідженню їх характеристик.

Виконало аналіз регулярного прямокутного хвилеводу з феритовими і діелектричними пластинами у випадку, коли їх висота співпадає з висотою хвилево,ду і використанням методу розрахунку запропонованого в другій главі • Розглянута електродинамічна модель прямокутного хвилеводу з феритодіелектричним заповненням,і розробленні алгоритм дозволив провести розрахунок невзаємних фазообертачів. Приведені розрахункові і експериментальні залежності, які характеризують невзаємні фазові явища в прямокутному хвилеводі з двошаровою феритодіелектричною пластиною. Смуга частот цих невзаємних фазообертачів складає в середньому 12 % .для прямого розповсюдження енергії ( + ) і 10 % (-) .для зворотного напрямку. З метою розширення смуги частот невзаємного фазообертача розглянуто випадок, коли в прямокутному хвилеводі знаходяться дві феритові пластини симетрично відносно його центру. Величини невзаємного фазового зсуву ^ /^0 і Ч1 /fe0 в прямому та зворотному напрямках монотонно зростають при наближенні феритових пластин до центру хвилеводу і досягають максимуму: при 'ky СЦ = 0,44, а Ч’/fe0 при 0,4, а потім

зменшуються - товщина феритової пластини, 0-\ - ширина хвилеводу) . Невзаємний фазовий зсув зростав з збільшенням феритової пластини. При збільшенні величини /°Ч невзаємний фазовий зсув зростає, досягаючи першого максимуму ( 0,41 т 0,42)

і другого максимуму, коли феритові пластини розміщені впритул одна до одної. Величини невзаємного фазового зсуву в прямому /к«,)

і зворотному (Г/ІО напрямках при и/а, ^ 0,4 зменшуються з збільшенням довжини хвилі. У випадку, коли феритові пластини знаходяться ближче до центру хвилеводу (^/сц = 0,4) , частотна залежність стає менше, а при /СЦ = 0,42 4- 0,43 залишається майже сталою. При подальшому збільшенні відношення не-

взаємний фазовий зсув зменшується і стає нерівномірним. Робоча смуга частот невзаємного фазообертача складає для - 18 - 20 %, а для ‘РУбо- II - 12 %.

Дисперсію невзаємного фазового зсуву можна зменшити і збільшити робочу смугу частот шляхом застосування двох діелектричних пластин, розміщених симетрично відносно центру хвилево,цу між феритовими пластинами, які прилягають до них. З збільшенням величини Ч^СЦ (і5- відстань між двома феритодіелектричними пластинами ) невзаємний фазовий зсув в прямому напрямку ( ^ + /кс ) зменшується, а в зворотному (Г/іеІ)

- збільшується, і при = = 0,03 СЦ досягає максимуму, а потім,поступово зменшується. Залежності невзаємного фазового зсуву і ’ /“о від відношення при різних носять такий характер, як і у ви-

падку хвилево,цу з двома феритовими пластинами. Введення діелектричних пластин значно зменшує дисперсію величин і ^ /к0 .

У випадку,коли відстань між пластинами = 0,0175 * 0,02нахили кривих /ко і .„доайже... однакові в смузі частот, рів-

ній 23 %. Таким чином, застосування додаткових діелектричних пластин дозволило розширити смугу частот невзаємного фазообертача. Основні параметри розроблених циркуляторів наведено в таблиці 4.

Таблиця 4

Основні характеристики циркуляторів

Діапазон \ Внесені | Розв’язка між * Допустима

частот, + втрати, ^ каналами, + потужність,

ГГц І дБ • дБ І кВт

8,2 - 9,6 0,3 25 1,0

9,6 -г 11,2 0,35 25 1,0

12 г 14 0,4 25 1,0

Точність розрахунку електричних характеристик пристроїв на ефекті Фарадея і щілинних циркуляторів в частотному діапазоні контролювались по виконанню закону збереження енергії. Дослідження збіжності розроблених: алгоритмів розрахунку хвилеводів з шаровим заповненням показало, що послідовність рішень швидко збігається. При цьому баланс потужності для коефіцієнтів, відбиття і проходження виконувався з точністю до 10“^ * 10 .

Одним з основних елементів циркулятора е хвилеводне навантаження, яке повинне мати малу величину КСХН в смузі частот хвилево,ду. Розроблено декілька оригінальних конструкцій хвилеводно-го навантаження, КСХН якого дорівнює 1,02 ■=■ 1,05 по всій робочій смуз і.

Розроблено конструкцію хвилеводного циркулятора, який працює на-поверхневій феритовій хвилі. Циркулятор представляє собою Н - площинне хвилеводне X - з’єднання, в центрі якого розміщений поперечно-намагнічений феритовий вкладиш, що має форму кільця з відводами, які звужуються і входять в кожне з плеч з’єднання та магнітну систему. Всередині феритового кільця встановлено металевий циліндр, який щільно прилягає до внутрішньої стінки кільця. Показана можливість створення вентиля-циркулятора, зібраного ка Е - площинному хвилеводно-коаксіальному Т- з’єднанні. Пристрій складається з відрізка прямокутного хвилеводу, навколо бокових стінок якого встановлено дві феритові пластини, намагнічені у взаємнопротилежних напрямках. По центру прямокутного хвилево,ду встановлено круглий металевий провідник, який одним кінцем кріпиться до широкої стінки хвилеводу, а другий кінець є продовженням коаксіальної лінії. На бокову поверхню кожної феритової пластини нанесено шар металу і прорізано неоднорідну щілинну лінію. Розроблені два типи циркуляторів і які мають параметри: смуга робочих частот 20 % в сантиметровому діапазоні довжин хвиль, вхідні втрати - 0,5 -г- 0,6 дБ, розв’язка між каналами - 28 * 35 дБ. Створено і досліджено оригінальні конструкції циркуляторів та фазообертачів на феритовій поверхневій хвилі.

Вимірювання характеристик щілинних циркуляторів проводились за допомогою методу, який був запропонований в другій главі , роботи і за допомогою методу вимірювальної лінії. З порівняння величин КСХН видно, що обидва методи мають однакову похибку

(* 1,5 56).

В п’ятій главі роботи запропоновано електродинамічну модель одинокого діелектричного резонатора та отримало вирази для розрахунку його резонансних частот. На початку розділу аналізуються методи розрахунку резонансних частот діелектричного резонатора, виявлені переваги та недоліки7які властиві різним методам,і сформовано новий підхід до розв’язання ряду задач.. ,

Наявність у діелектричного резонатора меж розділу приводить до неоднорідних граничних умов, що ускладнює знаходження полів і резонансних частот резонатора. В цьому випадку розв’язувати рівняння Максвелла важко, тому що граничні умови повинні виконуватись на поверхнях складної форми. В зв’язку з цим актуальним є спрощення задачі шляхом введення еквівалентних граничних умов, які дозволяють виключити з розгляду область простору, задаючи відповідні умови на його границі. В роботі розглянуто електродинамічну модель одинокого діелектричного резонатора, яка базується на впровадженні ім-ледансних граничних умов і застосуванні коливальних рівнянь. В результаті розв’язання задачі з застосуванням власних функцій резонатора отримано наближені рівняння для визначення резонансної частоти циліндричного діелектричного резонатора

г г/, , + ЧІп, і] ^

= 00 Е (Ч + £в ^ ^

/ , -Ко 2* Я________________+ Ч____N

• (1 + jU.cc І/С^Є ^іа.Ьа )

у випадку хвиль електричного типу і

¿Г

^(Ои4С7

у випадку магнітних хвиль, .

= •&&- і ; Хн, = ~і .

Тут: ^Чо,- дійсні складові діелектричної і магнітної про-

никностей матеріалу, з якого виготовлено резонатор; сОг.н- резонансна частота резонатора з ідеально провідною поверхнею; пі -число варіацій поля уздовж координати (|> і порядок функції Веселя; Л - номер кореня функції і похідної функції Беселя; р -число варіацій поля уздовж осі & резонатора; *1НК, , - корені

функції Беселя у випадку електричних і магнітних хвиль; , £<з -радіус і висота резонатора.

Розрахунок впливу імпедансів бокової поверхні С^5) і торців (£іч, їтг) на власну частоту виконано у два етапи: спочатку на основі аналізу полів діелектричного циліндричного хвилеводу отримані трак цендентні рівняння для визначення поперечного хвильового числа, як функції параметрів хвилеводу і навколишнього простору. Потім, використовуючи умови на границі розділу двох середовищ, коефіцієнти відбиття виражено через хвильові опори цих середовищ, що дозволило знайти наближені співвідношення, для імпедансів торців резонатора. Порівняння розрахункових і експериментальних значень резонансної частоти діелектричного резонатора показує, що похибка розрахунку не перевищує 1,5 %.

Розв’язано задачу збудження діелектричного резонатора за допомогою тонкого провідника, розміщеного уздовж твірної і радіуса. Для аналізу взаємодії тонкого провідника з полем резонатора використані коливальні рівняння і теорію тонкого проводу. Досліджено залежності резонансної частоти діелектричного резонатора від довжини металевого провідника і місця його розташування.

Розглянуто метод вимірювання резонансної частоти і добротності резонатора, що базується на резонансі коефіцієнта передачі відрізка хвилеводу з включеним в нього досліджуваним ДР. Порівняння розрахункових та експериментальних даних показує добрий збіг близько 1,5 %.

В шостій главі основну увагу приділено розробці оригінальних конструкцій мікросмужкових дискримінаторів. Дискримінатор є одним

із найбільш важливих пристроїв систем автоматичного підстроювання частоти і являє собою чутливий елемент, який реагує на відхилення

частоти стабілізуємого автогенератора відносно частоти дискримінатора. Діелектричний резонатор є основним елементом частотного дискримінатора, який певним чином зв’язаний з лінією передачі, і вибір величини зв’язку впливає на розрахунок та конструкцію дискримінатора. Мікросмужковий дискримінатор складається з У - розгалуження мікросмужкових ліній і двох діелектричних резонаторів, які збуджуються за допомогою зазорів, прорізаних в мікросмужкових лініях, а плечі У - мосту навантажено на детектуючі діоди. ■

Розв’язано задачу збудаення діелектричного резонатора за допомогою зазору, прорізаного в мікросмужковій лінії. Рішення цієї задачі знаходиться за допомогою моделі Олінера, як задача збудження резонатора за допомогою щілини, прорізаної в прямокутному еквівалентному хвилеводі з використанням власних функцій хвилеводу і резонатора. В результаті розв’язання задачі визначено вхідну провідність і коефіцієнт передачі дискримінатора, які дозволяють знайти його основні характеристики в смузі робочих частот.

Важливим параметром частотного дискримінатора є крутість характеристики в точці її перегину і чим більше її величина, тим ефективніша робота дискримінатора. Показано, що величина стрим-кості характеристики дискримінатора визначається рівнем вхідної потужності, характеристиками діодів, розносом резонансних частот резонаторів і коефіцієнтами їх зв’язку з мікросмужковими лініями. Стримкість характеристики дискримінатора досягає максимального значення при певних значеннях розносу частот резонаторів і коефіцієнтів зв’язку їх з лінією. Змінюючи зв’язок резонатора з мікро-смужковою лінією, можна отримати різні ширину і стримкість характеристики дискримінатора.

Приведені розрахункові і експериментальні залежності основних характеристик декількох оригінальних схем мікросмужкових дискримінаторів, характеристики яких наведено в таблиці 5.

Розроблена методика розрахунку мікросмужкових дискримінаторів,і експериментальна перевірка їх характеристик підтвердила достовірність численних результатів. Розглянуті конструкції дискримінаторів мають хороші діапазонні властивості, відрізняються простотою та надійністю.

Таблиця &

Характеристики мікросмужкових дискримінаторів

Частота дискримінатора, ГГц ^ Стримкість харак- і теристики, В/мГц і | Діапазон частот і дискримінатора, мґц і

6,2 0,025 о0,0

9,5 0,02 50,0

10,0 0,028 65,0

11,2 0,12 о0,0

11,6 0,025 60,0

Отримані результати дозволили провести оптимізацію характеристик дискримінатора і розробити методику його розрахунку, зокрема алгоритм розрахунку дискримінатора,в якому використовуються два ортогональних коливання в резонаторі з .’/рахуванням розстроювання. Простота здійснення електромагнітного зв’язку діелектричного резонатора з лініями передачі інтегральних схем НВЧ та їх конструктивна сумісність з напівпровідниковими приладами лежать в основі практичної реалізації класу твердотілих функціональних модулів автогенераторів,що стабілізованіза допомогою мікросмужкових дискримінаторів. Розроблені автогенератори призначено для роботи в приймально-передавальній апаратурі радіометричних і радіотехнічних систем.

Розглянуті способи підвищення чутливості НБЧ-радіометрів і декілька функціональних схем їх високочастотної частини, в. антен-но-хвилеводних трактах яких використано широкосмугові взаємні і невзаємні пристрої з малими втратами. Приведені характеристики радіометрів НВЧ, в яких використані розроблені елементи НВЧ.

Основні результати дисертаційної роботи полягають у наступному

І. Розроблена нова концепція аналізу невзаємних пристроїв НВЧ, що-побудована на основі квадратичних співвідношень для анізотропного середовища. Основну увагу звернено на. виведення леми Лоренця, теорем взаємності та умов ортогональності власних хвиль хвиле -воду з анізотропним заповненням.

Практична цінність результатів полягає в тому, що вони є основою для створення алгоритмів розрахунків невзаємних пристроїв, які дозволяють будувати швидкозбіжні рішення шляхом послідовних наближень.

2. Розроблено метод моделювання невзаємних пристроїв НВЧ у формі зв’язаних хвиль, який дозволяє враховувати різні механізми взаємодії та аналізу явищ у складних хвилеводних структурах. Метод моделювання використовується як для вивчення фізики явищ, які відбуваються в хвилеводах, так і для проектування широкосмугових пристроїв на ефекті Фарадея та фазових циркуляторів.

Практична цінність результатів полягає у тому, що застосування методу моделювання дозволило розробити алгоритми розрахунків цілого класу взаємних та невзаємних пристроїв НВЧ.

3. Запропоновано удосконалений автоматизований метод вимірювань характеристик пристроїв НВЧ. Показано, що збільшення точності вимірювання параметрів пристроїв задопомогою панорамного вимірювача КСХН можна досягти введенням у схему вимірювань поляризаційного атенюатору та електронного частотоміру. Оцінена похибка методу вимірювань параметрів пристроїв НВЧ.

Перевагами запропонованого методу вимірювань параметрів взаємних та невзаємних пристроїв є застосування стандартних приладів і збільшення точності вимірювань, що значно розширює можливості вимірювальної установки.

4. Запропоновано електродинамічну модель діелектричного резонатора, що базується на застосуванні імпедансних граничних умов, причому зі сторони торців резонатора граничні умови виражено через хвильові опори двох середовищ, як у випадку передатної лінії, параметри якої змінюються стрибком. Вирази для хвильових опорів в багатьох випадках можна отримати із розв’язку еталонної задачі, що дозволяв значно спростити знаходження резонансної частоти діелектричного резонатора.

Запропоновано метод розрахунку резонансної частоти діелектричного резонатора, який використовує коливальні рівняння і отримано прості вирази для знаходження резонансної частоти резонатора як у випадку основного, так і вищих типів коливань.

5. Приведені результати вимірювання резонансної частоти і добротності резонатора в металевому екрані, які базуються на вимірюванні резонансного коефіцієнта передачі відрізка хвилеводу з неоднорідністю і визначено величини похибок вимірювання частоти і добротності резонатора. Показано, що для перестроювання частоти діелектричного резонатора можна використовувати тонкий металевий провідник, розміщений уздоаж твірної резонатора або який вводиться радіально через його бокову поверхню. Достоінст-вом діелектричних резонаторів з нанесеними металевими неоднородностями е малі розміри, висока добротність і можливість пе-рестроювання, що дозволяє їх широко застосовувати з різних системах .

6. Розв’язана задача збудження діелектричного резонатора відкритим кінцем мікросмужкової лінії шляхом використання моделі Олінера

і теорії тонкої щілини та розроблена методика розрахунку мікро-смужкового дискримінатора для схем стабілізації частоти генераторів, еталоном в яких використовується діелектричний резонатор.

Цінність результатів використання діелектричних резонаторі? полягає в мініатюризації функціональних вузлів радіометричних систем, зокрема схем стабілізації частоти генераторів НВЧ-ра-діометрів.

7. Оптимізовано конструкції ряду вузлів і пристроїв, які широко використовуються в НВЧ техніці; запропоновано оригінальні елементи хвилеводних трактів, принципи дії яких базуються на фізичних ефектах^О- виявлені в процесі дослідження властивостей неоднорідностей в лініях передачі.

Результати виконаних теоретичних і експериментальних досліджень були основою для створення ряду нових пристроїв радіометричних і радіотехнічних систем та запровадкено в розробках на різних підприємствах Мі-нрадіопрома СРСР та АН СРСР.

Розробка широкосмугових радіометрів і вимірювання за їх допомогою характеристик випромінювання природних утворень свідчать про перспективність використання їх результатів для розв’язання наукових і прикладних задач народного господарства України.

Основні результати дисертації опубліковані у наступних роботах:

1. Манойлов В.Ф., Коровкин Ю.М. Лемма Лоренца .для невзаимных сред /Изв.высших учебн.заведений/. //Радиоэлектроника.- 1978. -

№ 7. - С. 70-72.

2. Калинина Т.Д., Ку.дрячев Л.К., Манойлов В.Ф. У - циркулятор на линии с подвешенной подложкой./Изв.высш.учебн.заведений/. // Радиоэлектроника. - 1979. - № II. - £.79-80.

3. Липкань O.K., Манойлов В.Ф., Орехов И.В.’Условия подобия .для невзаимных устройств СВЧ /йзв.высших учебн.заведений/. // Радиоэлектроника. - 1980.- № 9.-С.7Ь-78.

4. Манойлов В.Ф., Ильченко М.Е. Собственные функции микрополоско-вой линии на слоистой ферритовой подложке.// 5-я Международная конференция по гиромагнитной электронике и электродинамике. Тез.докл. М.: - 1980. - Т.4.- С.139-143.

5. Манойлов В.Ф. Условия эквивалентности и взаимности для линейных анизотропных сред /йзв.высших учебн.заведений/. // Радиоэлектроника . - 1981. - № 3. - С. 92-95.

Ь. Липкань O.K., Манойлов В.Ф., Навроцкий В.И. Определение резонансной частоты диэлектрического резонатора. // I-я Всесоюзная научно-техническая конференция по интегральной электронике СВЧ. Тезисы докл. - Новгород, 1982. - С. 21-22.

7. Карманников Б.Г., Манойлов В.Ф., Мартынов В.П., Навроцкий В.И., Смирнов A.A., Фокин Н.И. Высокостабильный транзисторный СВЧ автогенератор с кольцом ЧАП.// I-я Всесоюзная научно-техническая конференция по интегральной электронике СВЧ. Тезисы докл. Новгород, 1982.- С.56-57.

8. Карманников Б.Г.,Манойлов В.Ф., Мартынов В.П., Навроцкий В.И., Смирнов A.A., Фокин Н.И. Микрополосковый СВЧ частотный дискриминатор на диэлектрических резонаторах. // I-я Всесоюзная научно-техническая конференция по интегральной электронике СВЧ. Тезисы докл. - Новгород, 19Ь2.- С.52-53.

9. Липкань O.K., Манойлов В.Ф. Волноводные.стробоскопические преобразователи сигналов. // 4-я Всесоюзная научно-техническая конференция по осциллографическим методам измерений. Тезисы докл. - Вильнюс. 1982. - С.о9-70.

10. Манойлов В.Ф.,Коваленко Н.И., Прокофьев В.Г. Возбуждение микрополосковой линии нестационарным сторонним током.// 4-я Всесоюзная научно-техническая конференция по осциллографи-ческим методам измерений. Тезисы докл. - Вильнюс, 1982. -С. 70-71.

11. Манойлов В.Ф.,Навроцкий В.И., Хечумов A.C. Расчеты волнового сопротивления полосковой линии передачи. // Электронная техника. Сер. Микроэлектронные устройства. - 19ЬЗ.- Выл. 2 /36/. -С. 32-35.

12. Манойлов В.Ф., Хечумов A.C. Определение резонансной частоты слоистого диэлектрического резонатора. //Проектирование и применение радиоэлектронных устройств на диэлектрических волноводах и резонаторах. Тез.докл. - Саратов, 1963. -

С. 199-200. '

13. Манойлов В.Ф., Липкань O.K..Дмитриев Ю.С. Исследование диэлектрического резонатора, нагруженного тонким металлическим проводником. // Проектирование и применение радиоэлектронных устройств на диэлектрических волноводах и резонаторах. Тез. докл. - Саратов, 1983. - С. 47-48.

14. Навроцкий В.И., Манойлов В.Ф., Хечумов A.C., Мартынов В.П., Смирнов A.A., Пантелеенко В.В., Карманников Б.Г. Частотная характеристика микрополоскового СВЧ транзисторного автогенератора. // Электронная техника. Сер. Микроэлектронные устройства.- 1963. - Вып. 2 /36/. - С. 26-32.

15. Манойлов В.Ф., Орехов И.В. Широкополосные микрополосковые фазовращатели. // Всесоюзная научная конференция. Ферритовые СВЧ приборы и материалы. Электроника СВЧ. Тез.докл. - 1964.-Вып. 3. - С. 43-45.

IÔ. Кудрячев Д.К.,Липкань O.K..Манойлов В.Ф., Орехов И.В. Согласование ферритовых устройств с помощью диэлектрического трансформатора. /Изв.высших учебн.заведений/. // Радиоэлектроника.-1984. - № I. - С. 79-81.

17. Манойлов В.Ф. Переизлучение электромагнитных волн в волноводе с длинной щелью. // 7-я.Международная конференция по гиромагнитной электронике и электродинамике. Тез.докл. - Братислава, ЧССР. - 1964. - С. 122-126.

16. Липкань O.K., Манойлов В.Ф., Хечумов A.C. Исследование микро-

полоскового дискриминатора. // Всесоюзная научно-техническая конференция. Проблемы интегральной электроники СВЧ. Тез.докл.-Л.: 1984. - С. 37. '

19. Манойлов В.Ф. Волноводное устройство управления амплитудой СВ1 колебаний. // Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниками и полупроводниково-диэлектрическими структурами и проблемы создания интегральных КВЧ схем. 4.2. - Саратов, 1985,

С. 141-142.

20. Манойлов В.Ф., Митин В.Й., Формальнов И.С., Хечумов А.С. Микроэлектронный автогенератор СВЧ диапазона с высокой стабильностью частоты. Тез.докл. - Горький, 19ь5. - С. 42-44.

21. Манойлов В.Ф. Условия ортогональности собственных волн волновода с анизотропным заполнением. // Волноводные линии передачи и элементы: Межвуз.научн.сб. - Саратов, 1967.- С.4-9.

22. Манойлов В.Ф. Ферритовые управляемые устройства на эффекте Фарадея. // Вопросы спецрадиоэлектроники. Сер. I.-I988. -№ 24. С. 18-25.

23. Манойлов В.Ф., Хмара В.А. Широкополосный волноводный переключатель./изв.высших учебн.заведений/. // Радиоэлектроника. -1991.-# Ю. - С.92-95.

24. Манойлов В.Ф. Возбуждение ферритового резонатора с помощью зазора микрополосковой линии. // 6-я Международная конференции по гиромагнитной электронике и электродинамике. Тез.докл. Варна, НРБ. - 1992. - С.29-33.

25. Манойлов В.Ф. Широкополосные ферритовые переключатели. // II—л Международная конференция по гиромагнитной электронике и электродинамике. Труда конф. - Москва. - 1993. Т.2.-С.135-138.

26. Манойлов В.Ф. Лемма Лоренца для анизотропной среда. // 11-я Международная конференция по гиромагнитной электронике и электродинамике. Труды конф. - Москва.-1993.-T.I.-С.6-9.

27. Манойлов В.Ф. Исследование открытого слоистого гиротропного волновода. // Труда Житомирского филиала КЕМ. Житомир.-1993,-Выл. I. - С. 65-71.

2b. Липкань O.K., Манойлов В.Ф. Циркулятор на поверхностной фер-ритовой волне. // Труды Житомирского филиала КШ.- Житомир.-1994.- Вып. 2.-£.39-45.

29. Грабар И.Г., Липкань O.K., Манойлов В.Ф.,Шостачук А.Н.

Микроволновые технологии высокопродуктивной сушки дерева.// Вестник Житомирского инженерно-технологического института.-1996.-Вып. 3. - С.78-64.

30. A.c. 74931b СССР, МКИ hOIP 5/10. Сверхвысокочастотный циркулятор. / И.В. Орехов, Ю.А.Кирсанов, В.С.Лескин, Ю.А.Кирсанов, В.Ф.Манойлов, Т .Н.Дрошенко /СССР/.-Опубл. в Б.И. ,1980.-№ 2ь.

31. A.c. 773503 СССР, мМ hOIP 5/10. Широкополосное устройство для стробоскопического осциллографа. /О.К.Липкань, В.Ф.ма-нойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И.,I960.- № 39.

32. A.c. Ь2ь912 СССР, ЫКИ HOIP 5/üb. минрополосковая диэлектрическ антенна/ О.К.Липкань, В.Ф.Манойлов /СССР/.- Опубл. в Б.И.,

19Ы. -№ 16. ' '

33. A.c. 853723 СССР, МКИ HOIP 5/10. Согласующий трансформатор. /О.К.Липкань, В.Ф.Манойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1981. -№ 29.

34. A.c. 854234 СССР, МИ HÜIP 5/ОЬ. Вибраторная антенна. /В.Ф.Ма-нойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1961.- № 29.

35. A.c. 654235 СССР, »lhll HOIP 5/üb. минрополосковая антенна. /В.Ф.Манойлов/ СССР/. - Опубл. в Б.И., 19Ы.- № 29.

36. A.c. 862277 СССР МКИ HOIP ö/IC. Согласующий трансформатор. /В.Ф.Манойлов. л.К.Кудсячев, И.В.Осехов /СССР/.-Опубл.в Ь.И.. 1981.- № 33.

37. A.c. 862359 СССР, МКИ H0IP 5/08. Стробоскопический преобразователь. /О.К.Липкань, В.Ф.Манойлов /СССР/.- Опубл. в Б.И., 1981. - № 33.

38. A.c. 8о2775 СССР, МКИ HOIP 5/10. Волноводная нагрузка./В.Ф.Ма-нойлов, И.В.Орехов, Л.К.Кудрячев /СССР/. - Опубл. в Б.И.,

1961.- № 33.

39. A.c. 878163 СССР, МКИ HOIP 5/10. Формирователь стробимпульсов. /О.К.Липкань, В.Ф.Манойлов /СССР/.-Опубл. в Б.И., 1981.-

№ 40.

40. A.c. 886683 СССР, МКИ HOIP 5/10. Поляризационный циркулятор. /О.К.Липкань, В.Ф.Манойлов /ССР/.- Опубл. в Б.И.,1981.-

№ 44.

41. A.c. 923337 СССР, МКИ HOIP 5/10. Формирователь стробоимпуль-сов. /О.К.Липкань, В.Ф.Манойлов /СССР/.-Опубл. в Б.И., 1962.-№ 15.

42. A.c. 934873 СССР,ШИ HOIP 5/10. Сверхвысокочастотный переход. / В.Ф.Манойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1982.- № 21.

43. A.c. 946377 СССР, МКИ HOIP 5/08. Антенна бегущей волны./В.Ф.М! нойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1982.- № 27.

44. A.c. 985857 СССР, МКИ HOIP 5/10. Сверхвысокочастотный циркулятор. /О.К.липкань, В.Ф.Манойлов /СССР/.-Опубл. в Б.Й.,

1983.- № 48. ’’

45. A.c. 987729 СССР,МКИ HÜIP 5/08. Волноводный излучатель. /В.Ф.Манойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1983. - № I.

46. A.c. 1075892 СССР, МКИ HOIP 5/08. СВЧ излучатель с круговой поляризацией. /В.Ф.Манойлов, Н.И.Карчевский /СССР/.-Опубл. в Б.И., 1983. - № 22.

47. A.c. I0664I5 СССР, МКИ HOIP 5/08. СВЧ фазовращатель./В.Ф.Ма-нойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1984. - № I.

48. A.c. I0849I6 СССР, МКИ 5/08. Возбудитель диэлектрического волновода. /О.КЛипкань, В.Ф.Манойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И.

1984.- № 13.

49. A.c. 1100662 СССР, МКИ HOIP 5/10. Дискриминатор СВЧ./О.К.Лип-кань, В.Ф.Манойлов, Б.Г.Карманников /СССР/.-Опубл. в Б.И., 1984. - № 24.

50. A.c. II14280 СССР, МКИ И01Р 5/10. Дискриминатор СВЧ. /В.Ф.Ма-нойлов, В.И.Навроцкий, A.A.Смирнов, И.И.Фокин /СССР/.-Опубл.

в Б.И., 1984. - № 34.

51. A.c. II23072 СССР, МКИ HOIP 5/10. Возбудитель диэлектрическогс волновода. /В.Ф.Манойлов /СССР/.- Опубл. в Б.И., 1984.-№ 48.

52. A.c. II283II СССР, МКИ HOIP I/I6. Устройство для вращения

. плоскости поляризации. /В.Ф.Манойлов, О.К.Липкань /СССР/. -Опубл. в Б.И., 1984.- № 45.

53. A.c. I2265O0 СССР, №1 HOIP 5/08. Вентиль СВЧ /В.Ф.Манойлов,

И.В.Орехов, Л.К.Кудрячев /СССР/.- Опубл. в Б.И.,1986.- № 15.

54. A.c. I228I66 СССР, Mhll, HOIP 5/10. Волноводно-коаксиальный циркулятор. /О.КЛипкань, В.Ф.Манойлов /СССР/.- Опубл. в Б.И., 1986. - № 16.

55. A.c. I238196 СССР, МКИ HÜIP 5/10. Дискриминатор СВЧ./В.Ф.Манойлов, А.А.Смирнов, Н.И.Фокин /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1966.-№ 22.

ЗІ

56. A.c. І2599І2 СССР,МКИ tiüIP ö/Ob. Волноводная нагрузка./В.Ф.Мг нойлов, л.К.Кудрячев, И.В.Орехов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 19Ъ6. - № 33.

57. A.c. I2599I3 СССР, МКИ Н0ІР 5/08. Волноводная нагрузка./В.Ф.1\ нойлов, и.В.Орехов, Л.К.Кудрячев /СССР/.-Опубл. в Ь.И.

1986. - № 33.

58. A.c. 1288893 СССР, МКИ H0IP 5/10. Дискриминатор СВЧ. /О.К.Лиі кань, В.Ф.Манойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1987. - № 5.

59. A.c. I5876I5 СССР, МКИ H0IP 5/10. Автогенератор. /О.К.Липкані В.Ф.Манойлов, И.С.Формальнов, А.С.Хечумов /СССР/. - Опубл. в Б.И. 1990. - № 31.

60. A.c. I7757b3 СССР, МКИ HOIP 5/10. СЬЧ - фильтр. /О.К.липкань,

В.Ф.Манойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1992. - № 42.

61. A.c. 1786558 СССР, МКИ HOIP 5/10. Невзаимный делитель мощное: /Ю.А.Кирсанов, Ю.К.Колоколов, В.С.Лесин, В.Ф.Манойлов, В.С.Э1; кин /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1993. - № I.

62. A.c. 1793497 СССР, МКИ HOIP 5/10. СВЧ-фазовращатель. /О.К.Лю кань, В.Ф.Манойлов /СССР/. - Опубл. в Б.И., 1993. - № 5.

Особистий внесок автора полягає у наступному.

Всі теоретичні та експериментальні дослідження виконані автором самостійно, починаючи з формулювання ідей, постановки зада' та їх рішення і закінчуючи обробкою отриманих результатів.

В роботах, опублікованих у співавторстві, автору належить: [і і 3; 6 t 16; ІЬ:, 20:, 23 ; 28; 29] розроблення алгоритму ріїш задач: [ЗО * 33; 36 f 41; 44; 46; 48; 49 -5-50:, 52 f 62j - авті

ство ідеї винаходу; в решті публікацій - постановка задач досліджень, участь в їх рішенні, наукове керівництво, аналіз результат.

Манойлов В.Ф. Линейше невзашные ферритовые и диэлектрические устройства с электрическим управлением для систем СВЧ-ра^ диометрии, рукопись

Диссертация на соискание ученой степени доктора технически: наук по специальности 05.11.08 "Радиоизмерительные приборы", Винницкий государственный технический университет, Винница, 199< Защищается 62 научных работы, направленные на создание и внедрение широкополосных взаимных и невзаимных устройств с малы потерями в радиометрические системы СВЧ. Впервые получены леммы анизотропной среды и разработана новая концепция анализа невзаиі приборов на их основе. Разработаны и апробированы новые численн алгоритмы расчета невзаимных устройств в волноводном и интеграл исполнении. Получена электродинамическая модель диэлектрическог резонатора и решены задачи возбуждения его с помощью тонкого пр водника и микрополосковой линии. Предложены методика и алгоритм расчета микрополосковых дискриминаторов для систем стабилизации частоты автогенераторов. Спроектированы и внедрены оригинальные невзаимные и взаимные устройства с электрическим управлением в радиометрические системы СВЧ.

MANQILOV V.Ph.. The linear nonreciprocal ferrit and dielectrical equipments with electric operated -for sistem ultrahigh radiometer. Manuscript. .

It is thesis for the technical Doctor's degree of speciality 05.11.08 •Radiomeasuring instruments', Vinnitsa department technica: university,Vinnitsa, 1996.

62 scientific works are being defended directed at creation and culcate wide—band low—loss reciprocal and nonreciprocal equipments in ultrahigh radiometer systems.

For the first time there are received lemmas for anisotropic medium which are base for new conception of analysis nonreciprocal equipment. New numerical algoritms of calculation nonreciprocal instruments maked as waveguide as integration are worked out and are approbated.

Electrodynamic model of dielectric resonatoris obtained and problems of its excitation with thin conductor or microstrip line are solved. Method and algoritm of calculation microstrip discriminations of system stabilisation frequensy autogenerations are proposed. Original reciprocal and nonreciprocal equipments with electric operated are projected and its are culcated in ultrahigh radiometer systems.

Ключові слова: хвил.е^вод, мікросмужкова лінія, ферити, діелектрики, діскрімінатор, радіометр