Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале

Показано, что в отличие от полусферического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах шепчущей галереи щелью связи в зеркале, спектральные и энергетические характеристики четвертьсферического диэлектрического резонатора, а также распределение резонансных полей колебаний существенно зависят...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2007
Автор:	Когут, А.Е.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України 2007
Теми:	Электродинамика СВЧ
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10845
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале / А.Е. Когут // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, № 3. — С. 498-507. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859520104961671168
author	Когут, А.Е.
author_facet	Когут, А.Е.
citation_txt	Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале / А.Е. Когут // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, № 3. — С. 498-507. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	Показано, что в отличие от полусферического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах шепчущей галереи щелью связи в зеркале, спектральные и энергетические характеристики четвертьсферического диэлектрического резонатора, а также распределение резонансных полей колебаний существенно зависят от положения щели связи по азимутальной координате. В четвертьсферическом резонаторе возможно существование колебаний и в случае открытого одного плоского основания. Изучены характеристики такого диэлектрического резонатора. Показано, что четвертьсферический диэлектрический резонатор может служить базой сумматора мощности для суммирования мощностей более двух диодов Ганна. Исследован режим взаимной синхронизации колебаний двух и трех диодов Ганна в четвертьсерифческом резонаторе. Показано, що на відміну від півсферичного діелектричного резоантора, що збуджується на модах шепочучої галереї щілиною зв’язку в дзеркалі, спектральні та енергетичні характеристики чвертьсферичного діелектричного резонатора суттєво залежать від положення щілини зв’язку за азимутальною координатою. В чвертьсферичному резонаторі можливе існування коливань і у випадку, коли одна плоска основа резонатора відкрита. Вивчено характеристики такого діелектричного резонатора. Показано, що чвертьсферичний діелектричний резонатор може бути базою суматора потужностей більш ніж двох діодів Гана. Досліджено режим взаємної синхронізації коливань двох і трьох діодів Гана в чвертьсферичному резонаторі. It is shown, that as against the hemispherical dielectric resonator excited on the whispering gallery modes by the coupling slot in a mirror, spectral and power characteristics of the quartersphere dielectric resonator, and also distribution of resonant fields of modes depend on position of a coupling slot on azimuthal coordinate. The existence of the whispering gallery modes is possible in the quartersphere dielectric resonator in the case of the open one plane basis Characteristics of such dielectric resonator are investigated. It is shown, that the quartersphere dielectric resonator can form base of the power adder for summation of the power more than two Gunn diodes. The modes of mutual synchronization of oscillations of two and three diodes in the quartersphere resonator are investigated.
first_indexed	2025-11-25T20:53:30Z
format	Article
fulltext	__________ ISSN 1028-821X Радиофизика и электроника, том 12, № 3, 2007, с. 498-507 © ИРЭ НАН Украины, 2007 УДК 621.372.8 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТВЕРТЬСФЕРИЧЕСКОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА ЩЕЛЬЮ СВЯЗИ В ЗЕРКАЛЕ А. Е. Когут Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова, НАН Украины 12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина Е-mail: kogut@ire.kharkov.ua Показано, что в отличие от полусферического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах шепчущей галереи щелью связи в зеркале, спектральные и энергетические характеристики четвертьсферического диэлектрического резонатора, а также распределение резонансных полей колебаний существенно зависят от положения щели связи по азимутальной координате. В четвертьсферическом резонаторе возможно существование колебаний и в случае открытого одного плоского основания. Изучены характеристики такого диэлектрического резонатора. Показано, что четвертьсферический диэлектрический резонатор может слу- жить базой сумматора мощности для суммирования мощностей более двух диодов Ганна. Исследован режим взаимной синхрони- зации колебаний двух и трех диодов Ганна в четвертьсерифческом резонаторе. Ил. 8. Библиогр.: 10 назв. Ключевые слова: четвертьсферический диэлектрический резонатор, колебания шепчущей галереи, щель связи, сумма- тор мощности. Интерес к диэлектричеким резонаторам (ДР), возбуждаемым на колебаниях шепчущей галереи (ШГ), во многом определяется их при- кладным назначением, а именно, их использова- нием в качестве высокодобротных колебательных систем различных активных устройств милли- метрового диапазона (генераторов, сумматоров мощности, преобразователей частоты и т. д.), а также измерительных ячеек диэлектрометров для исследования электрических свойств как твердых тел, так и жидкостей [1-8]. Исследования харак- теристик генераторов с различными по форме диэлектрическими структурами в ДР в виде полу- сферы, полудиска и цилиндра показали, что наи- большая мощность выходного сигнала и наилуч- шая стабильность частоты генерации достигают- ся в генераторе на основе полусферического ДР как наиболее высокодобротного [1, 3]. Кроме то- го, в таком ДР осуществлялась взаимная синхро- низация колебаний двух диодов Ганна, располо- женных в отверстиях на металлическом зеркале ДР на диаметрально противоположных сторонах полусферы, и суммирование их мощностей с наи- большим коэффициентом суммирования, равным 0,95. В полудисковом и цилиндрическом ДР так- же осуществлялось суммирование мощностей двух диодов Ганна с меньшими коэффициентами суммирования, равными 0,90 и 0,84 соответст- венно [9]. Однако форма области локализации резонансного поля на поверхности полусфериче- ского ДР в виде неоднородного по размерам поя- ска ограничивает дальнейшие использования это- го резонатора как базовой резонаторной ячейки сумматоров мощностей большего числа диодов (более двух), расположенных на металлическом зеркале. Взаимная синхронизация колебаний и суммирование мощностей трех диодов Ганна бы- ли получены в генераторе на основе цилиндриче- ского ДР, возбуждаемого на низших аксиальных ЕН-колебаниях с аксиальным индексом, равным 1 [9]. К недостаткам этого резонатора следует отнести густой частотный спектр, поскольку в таком ДР одновременно могут возбуждаться ко- лебания с аксиальными индексами от 1 до 5. Кроме того, конструктивные особенности генера- тора на основе цилиндрического ДР не позволяли осуществить эффективную связь всех диодов Ганна при расположении их вдоль аксиальной координаты с резонансными полями возбуждае- мых колебаний. Только один из трех диодов мог находиться в максимуме интенсивности резо- нансного поля. Два остальных диода располага- лись на спадающем участке поля, обеспечивая худшую эффективность связи с ДР, а следова- тельно и меньшую мощность генерации. Следст- вием этого стало понижение коэффициента сум- мирования мощностей трех диодов по сравнению с двухдиодной генерацией в таком ДР. Коэффи- циент суммирования мощностей трех диодов Ганна в цилиндрическом ДР составил 0,80. В свя- зи с этим поиск и исследования «новых» по фор- ме высокодобротных ДР, возбуждаемых на коле- баниях ШГ, является одной из актуальных задач повышения мощности и стабильности частоты генерации в миллиметровом диапазоне длин волн. Следует заметить, что, основываясь на ре- зультатах предыдущих исследований, наиболее перспективными для генераторов и сумматоров мощности явяляются резонаторы, содержащие элементы сферической поверхности, которая обеспечивает высокую добротность [10]. К числу таких резонансных структур следует отнести четвертьсферический ДР, обла- дающий близкими к полусферическому ДР элек- тродинамическими свойствами [9]. Переход к такому ДР осуществляется посредством замены А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 499 одной половины полусферы металлическим зер- калом (рис. 1). Рис. 1. Четвертьсферический ДР, возбуждаемый щелью связи в зеркале (заштрихованной области соответствует область локализации резонансного поля при азимутальной координате щели связи φi=0 ) Сечение полусферы осуществляется вдоль оси симметрии перпендикулярно металли- ческому зеркалу, на котором располагается полу- сфера. Таким образом четвертьсферический ДР представляет собой четвертьсферическую по форме диэлектрическую структуру, ограничен- ную двумя взаимноортогональными плоскими металлическими зеркалами. В таком ДР щелью связи в одном из зеркал, которую образовывает открытый конец сужающегося металлического волновода, могут возбуждаться либо Е-, либо Н- колебания в зависимости от ориентации щели связи по отношению к радиусу четвертьсферы. Ранее не были проведены детальные исследова- ния распределения резонансных полей колебаний в таких ДР. 1. Четвертьсферический ДР с двумя зералами. Известно, что спектральные характе- ристики Е-колебаний и распределение их полей в четвертьсферическом ДР существенно зависят от положения щели связи вдоль азимутальной коор- динаты φ, расположенной в одном из зеркал ДР [9]. Из рис. 1 видно, что для различия металличе- ских зеркал четвертьсферического ДР удобно воспользоваться их различным расположением вдоль полярной координаты Θ. Для удобства ме- таллическое зеркало со щелью связи в дальней- шем будем характеризовать полярной координа- той Θз=0 , а однородное металлическое зеркало - Θз=90 . При азимутальной координате щели свя- зи φi=0 и Θi=0 (данное положение щели связи соответствует рис. 1) в четвертьсферическом ДР возбуждаются Е-колебания с удвоенным по срав- нению с полусферическим ДР периодом сетки резонансных частот. Области локализации полей колебаний подобны неоднородному по ширине пояску, расположенному вдоль полярной коорди- наты Θ (рис. 1), наблюдаемому также в полусфе- рическом ДР. Для четвертьсферы радиусом 39 мм в 8-мм диапазоне длин волн период сетки резо- нансных частот составляет около 1,8 ГГц. Спектр резонансных колебаний ШГ четвертьсферическо- го ДР вырожден по частоте также как и спектр полусферического ДР. С одинаковыми резонанс- ными частотами возбуждаются колебания с раз- ным значением азимутального индекса. Как было показано в работе [9], кратность возбуждаемых с одинаковыми частотами колебаний зависит от параметров элемента возбуждения колебаний и параметров резонатора. Смещение источника в четвертьсферическом ДР из точки с координатой φi=0 приводит к снятию частотного вырождения. На близких частотах возбуждаются колебания с азимутальными индексами m, равными 1, 2 и 3. Области локализации их резонансных полей на сферической поверхности представляют собой фигуры, подобные представленным на рис. 2, а в виде заштрихованных областей. Согласно пред- ставлениям геометрической оптики поля колеба- ний локализуются в областях, образованных вол- новедущими каналами на сферической поверхно- сти четвертьсферического ДР. Им соответствует распространение пучка волн, исходящих из ис- точника, затем отражающихся от металлического зеркала с Θз=90 и фокусирующихся на зеркале с Θз=0 . Фокусировку волн ШГ в четвертьсфериче- ском ДР обусловловливает сама сферическая по- верхность ДР. Ранее данный эффект уже наблю- дался в полусферическом ДР. Поля возбуждае- мых колебаний ШГ разделены согласно величине их азимутального индекса. Более широкую об- ласть занимает поле колебания с m = 2. Граница области локализации поля этой моды на рис. 2,а схематически представлена пунктиром. Область локализации резонансного поля колебания с m = 3 на рис. 2,а не представлена. Следует отме- тить, что тенденция увеличения размеров области локализации резонансного поля на поверхности диэлектрической четвертьсферы с ростом азиму- тального индекса колебаний подтверждается и для колебания с m = 3, поскольку его резонансное поле занимает более широкую область сферической поверхности ДР, чем поле колебания с m = 2. Обращают на себя внимание области су- жения резонансных полей на металличесом зер- кале со щелью связи. Их протяженность соответ- ствует примерно размерам щели связи. Данные области характеризуются высокой концентрацией резонансного поля, т. е. высокой интенсивностью. На зеркале с Θз=90 резонансное поле занимает широкую область. Видно, что такая структура резонансных полей в четвертьсферическом ДР создает пер- спективные предпосылки для расположения не- скольких диодов (более двух) на двух металличе- А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 500 ских зеркалах в колебательных системах сумма- торов мощности. Рис. 2. Области локализации резонансных полей при 0 <φi<90 (а) и при φi=90 (б) К недостаткам такой системы следует от- нести густой спектр колебаний, поскольку на близких резонансных частотах могут возбуждать- ся колебания с разными азимутальными индекса- ми. Для достижения взаимной синхронизации диодов и более эффективной связи диодов Ганна с резонансными полями колебаний необходимы дополнительные исследования зависимостей ре- зонансных свойств четвертьсферического ДР от условий его возбуждения, а именно, от выбора расположения щели связи по азимутальной коор- динате. К их числу следует отнести исследования спектральных и энергетических характеристик, их зависимость от азимутальной координаты ще- ли связи, а также возможность разрежения спек- тра четвертьсферического ДР. В эксперименте исследуется ДР в виде фторопластовой четвертьсферы радиусом 39 мм, ограниченной двумя плоскими медными зеркала- ми, расположенными ортогонально друг другу. Возбуждение колебаний осуществляется щелью связи размерами 7,2x1,0 мм 2 , которую на зеркале может образовывать либо открытый конец полого металлического волновода, либо выходное отвер- стие диодного модуля. В эксперименте имеется возможность ориентировать щель связи как пер- пендикулярно, так и параллельно радиусу чет- вертьсферы, возбуждая тем самым либо Е-, либо Н-колебания соответственно, а также плавно ме- нять ее азимутальную координату φi путем пово- рота четвертьсферы вместе с зеркалом с Θз=90 относительно щели связи в зеркале с Θз=0 . Проследим динамику изменения резо- нансных частот Е-колебаний на примере зависи- мости усредненного значения периода Δf сетки резонансных частот от величины φi. Данная зави- симость является информативной с позиций каче- ственной оценки распределения полей колебаний и эффективного значения диэлектрической про- ницаемости среды в исследуемой области резо- нансного поля четвертьсферического ДР. Отме- тим, что видимое вырождение колебаний наблю- далось не во всем интервале изменений величины φi. Начиная с φi ≈ 30 , наблюдается снятие выро- ждения. В этом случае отдельно измерялись ре- зонансные частоты колебаний с m = 1, 2 и 3. Ре- зультаты проведенных исследований представле- ны графически на рис. 3. На графике рис. 3 зна- чение периода сетки резонансных частот при φi = 0 не показано. Как отмечалось ранее, при φi = 0 период сетки резонансных частот превы- шает почти в два раза его усредненное по φi зна- чение и составляет около 1,8 ГГц. Это связано с тем, что траектории исходящих из щели связи волн и отраженных от зеркала с Θз=90 совпада- ют. Волноведущий канал, возникающий на сфе- рической поверхности ДР, имеет протяженность в два раза меньшую, чем при φi ≠ 0 . Рис. 3. Зависимость периода сетки резонансных частот для колебаний с разными азимутальными индексами от азимуталь- ной координаты щели связи Из рис. 3 видно, что с увеличением φi пе- риод сетки резонансных частот для всех колебаний с разными значениями азимутального индекса рас- тет. Наибольший рост наблюдается в области ма- лых значений азимутальной координаты щели свя- зи. Такому росту периода сетки частот соответст- вует наиболее динамичное расширение области локализации L резонансного поля вблизи металли- ческого зеркала с Θз=90 . В интервале значений φi от 0 до 10 значение величины L увеличивается более чем в два раза. Так, на резонансной частоте fn ≈ 35,40 ГГц протяженность L области локализа- ции резонансного поля колебания с m = 1 на ме- таллическом зеркале с Θз = 90 увеличивается от 26 до 55 мм. Дальнейшее увеличение величины φi m=3 m=1 m=2 Δf, ГГц 0,91 0,90 0,89 0,88 0 10 20 30 40 50 60 70 80 φi, град б) а) щель связи А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 501 сопровождается увеличением значения величины L. При φi≈30 величина L = 72 мм, при φi = 45 L = 78 мм, при φi > 45 увеличение азимутальной координаты щели связи не приводит к значитель- ному росту величины периода сетки резонансных частот. При этом и рост величины L незначителен. Мало того, при приближении щели связи к метал- лическому зеркалу с Θз=90 (φi→90 ) наблюдается тенденция понижения величины Δf. Ширина об- ласти локлизации резонансного поля на зеркале с Θз=90 в данном случае наибольшая, поскольку поясок поля расположен вдоль всей плоскости зеркала (рис. 2,б). Можно предположить, что объ- яснение такому противоречию может быть полу- чено с позиций геометрической оптики. При больших значениях азимутальной координаты ще- ли связи (φi > 45 ) углы, образованные направле- нием падения (отражения) волн ШГ на металличе- ское зеркало с Θз=90 и самим этим зеркалом, уменьшаются. Омические потери при этом сни- жаются, поскольку проникновение волн в окру- жающую среду уменьшается. С позиций представ- лений электродинамики резонансных структур следствием этому должно быть понижение интен- сивности резонансного поля на плоскости метал- лического зеркала с Θз=90 . Подтверждением пра- вильности сделанных предположений является исследование зависимости относительной величи- ны интенсивности резонансного поля на границе диэлектрика от величины азимутальной координа- ты щели связи. Данная зависимость для колебаний с m = 1, 2 и 3 представлена графически на рис. 4. Относительная интенсивность резонансного поля на металлическом зеркале четвертьсферического ДР в эксперименте определялась как отношение возмущенных пробным телом амплитуд резонанс- ных откликов при размещении пробного тела на ребре диэлектрической четвертьсферы и в области максимума интенсивности резонансного поля (ме- тод пробного тела). Пробное маловозмущающее тело с размерами, значительно меньшими длины волны, размещалось по азимутальной координате для каждой моды колебаний в области пучности резонансного поля. Из рис. 4 видно, что наименьших значе- ний величина I0 приобретает при расположении щели связи в точке с азимутальной координатой φ = 90 . Именно такому расположению щели связи в приближении геометрической оптики соответст- вует наиболее пологое падение волн на металличе- ское зеркало. При этом крутизна кривой периода сетки резонансных частот, представленной на рис. 3, в интервале значений φi ≈ 90 наименьшая. Следует отметить, что качественное соот- ветствие представленных на рис. 3 и 4 результатов исследований наблюдается и для высших азиму- тальных колебаний с m = 2 и 3. При проведении сравнительного анализа результатов исследований характеристик резонансных полей колебаний с m = 1 и высших азимутальных колебаний можно заключить, что большая ширина области локали- зации резонансных полей последних в области металлического зеркала определяет и большие значения периода сетки их резонансных частот. m=1 m=3 m=2 I0 0,5 0,4 0,3 0,2 10 20 30 40 50 60 70 80 φi, град Рис. 4. Заивисимость относительной интенсивности резонанс- ного поля на ребре четвертьсферического ДР от азимутальной координаты щели связи Различное влияние металлического зер- кала на поля колебаний с разными азимутальны- ми индексами вследствие различной интенсивно- сти их резонансных полей на металлическом зер- кале (рис. 4) послужило основной причиной сня- тия частотного вырождения. Интересно, что, как и отмечалось ранее, начальная точка снятия вы- рождения при перемещении щели связи по ази- мутальной координате соответствует начальной точке разветвления кривых интенсивности резо- нансных полей колебаний с разными значениями m на металлическом зеркале и периода сетки ре- зонансных частот, представленных на рис. 4 и 3 соответственно. Подтверждением правильности рассуж- дений о снижении омических потерь энергии ко- лебаний при высоких значениях азимутальной координаты щели связи, приближавшейся к φi=90 , есть результаты исследования зависимо- сти добротности Q0 (метод измерения полного сопротивления) от величины φi. Данная зависи- мость для колебания с m = 1 представлена графи- чески на рис. 5 в виде сплошной кривой. В интервале значений величины φi от 0 до 30 добротность не определялась в связи с ви- димым снятием частотного вырождения колеба- ний с разными азимутальными индексами. В этом интервале значений азимутальной координаты щели связи резонансные отклики колебаний с m = 1, 2 и 3 располагались по шкале частот вбли- зи друг друга, при этом они частично перекрыва- лись. При значениях азимутальной координаты щели связи φi > 30 расстояние по шкале частот между ними увеличивалось согласно данным, представленным на рис. 3. А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 502 Q0 3500 3000 2500 2000 1500 1000 10 20 30 40 50 60 70 80 φi, град Рис. 5. Зависимость добротности от азимутальной координа- ты щели связи Из рис. 5 видно, что наибольшие значения величина Q0 приобретает при расположении ще- ли связи в точке с азимутальной координатой φ = 90 0 . Рост добротности в интервале значений величины φi от 45 до 90 свидетельствует о мо- нотонном снижении омических потерь энергии колебаний. При φi = 90 они минимальны, что качественно согласуется с данными, представ- ленными на графике интенсивности резонансного поля в области металлического зеркала (рис. 4). Также видно согласование результатов исследо- вания добротности колебаний и распределения интенсивности их резонансных полей в области металлического зеркала при φi = 45 , поскольку при этом значении азимутальной координаты щели связи наблюдаются наименьшие значения величины добротности и наибольшие значения интенсивности резонансного поля на металличе- ском зеркале. Отметим, что с ростом азимутального индекса колебаний их добротность понижается при всех значениях азимутальной координаты щели связи. В среднем наблюдается снижение добротности колебаний с m = 2 на 23 % и колеба- ний с m = 3 на 35 % по сравнению с добротно- стью низших азимутальных колебаний c m = 1. 2. Четвертьсферический ДР, открытый со стороны одного плоского основания. Гео- метрическая модель четвертьсферичекого ДР, включающего щель связи с возможностью изме- нения ее азимутальной координаты, интересна еще и тем, что позволяет рассматривать ее с по- зиций геометрической оптики как резонансную структуру с одним металлическим зеркалом. Плоское основание диэлектрической четверть- сферы, на которое падает пучок волн ШГ, исхо- дящих из щели связи, открыто (отсутствует ме- таллическое зеркало с Θз= 90 ). В такой электро- динамической модели открытое плоское основа- ние играет роль отражателя волн ШГ. Используя законы Снеллиуса, нетрудно определить угол полного внутреннего отражения волн на плоской границе раздела сред диэлектрик – воздух. Расче- ты показывают, что для используемого материала диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε = 2,08 угол полного внутреннего отражения составляет 44 0 . Это означает, что в резонансной системе со щелью связи в зеркале и с открытым плоским основанием возможно существование колебаний ШГ при азимутальных координатах щели связи φi > 46 . Ранее исследований электро- динамических характеристик такой резонансной системы не проводилось. Итак, в четвертьсферическом ДР с от- крытым одним плоским отражающим основанием экспериментально наблюдаются резонансные отклики Е-колебаний при φi>55 . Расхождение теории с экспериментом, по-видимому, объясня- ется ограниченной чувствительностью приемной аппаратуры. Начиная с φi=60 , параметры резо- нансных откликов (в первую очередь амплитуда) позволяют измерять соответствующие характери- стики колебаний ШГ. Первое, на что обращает внимание спектр такой резонансной структуры, это его разреженность по сравнению со спектром четвертьсферического ДР с двумя зеркалами. В спектре исследуемого резонатора присутствуют резонансные отклики колебаний с азимутальны- ми индексами m = 1 и 2. При этом эффективность возбуждения высшего азимутального колебания ниже, чем в ДР с двумя зеркалами. Как видно из рис. 4, резонансные поля высших азимутальных колебаний в области расположения металличе- ского зеркала имеют высокую интенсивность, значительно превосходящую интенсивность поля низшего азимутального колебания, что определя- ет высокие радиационные потери энергии в от- крытой резонансной системе. Вследствие этого колебание с m = 3 в открытом ДР не возбуждает- ся. Эффективность возбуждения низшего азиму- тального колебания при переходе от ДР с двумя зеркалами к резонатору, открытому со стороны одного плоского основания, заметно увеличива- ется. Об этом говорят результаты измерения па- раметра связи подводящего волновода с резо- нансными полями колебаний в ДР и определение амплитуды резонансного отклика колебаний. Так, на резонансных частотах, близких к 36 ГГц, при постоянной азимутальной (φi = 90 ) и радиальной координатах щели связи (середина щели связи располагается на краю диэлектрической чет- вертьсферы) при переходе от ДР с двумя зерка- лами к открытому со стороны одного плоского основания четвертьсферическому ДР параметр связи увеличивается от 0,43 до 0,48. Амплитуда резонансного отклика в единицах КСВН при этом увеличивается от 0,58 до 0,95. Об измненении А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 503 резонансных свойств рассматриваемой электро- динамической системы говорит и изменение са- мих резонансных частот. Так, в случае, приве- денном выше, резонансная частота выбранного Е-колебания понижается на 200 МГц. Изменение спектральных характеристик при переходе от четвертьсферического ДР с двумя зеркалами к ДР, открытому со стороны одного плоского осно- вания, наглядно демонстрирует осциллограмма, представленная на рис. 6. Из рис. 6 видно, что спектр колебаний четвертьсферического ДР разрежен по сравнению со спектром ДР с двумя зеркалами. При этом в открытом со стороны одного основания ДР резо- нансные отклики низшего азимутального колеба- ния и колебания с m = 2 разнесены по частоте. m=2 m=1 fn=35,713 ГГ ц 2 3 35,200 ГГц 36,340 ГГц 1 35, 915 ГГц Рис. 6. Спектры четвертьсферических ДР с двумя зеркалами (пунктир) и с одним зеркалом (сплошная кривая) Результаты измерения периода сетки ре- зонансных частот ДР с одним зеркалом показали, что его усредненное значение при разных азиму- тальных координатах щели связи ниже, чем в ДР с двумя зеркалами. Так, при φi = 90 величина Δf для ДР с двумя зеркалами составляет 0,897 ГГц, а для ДР, открытого со стороны одного плоского основания, она равна 0,882 ГГц. Это свидетельст- вует о том, что в ДР с одним зеркалом резонанс- ное поле более сосредоточено в области материа- ла диэлектрика, чем в ДР с двумя зеркалами. Результаты исследования распределения интенсивности резонансного поля на сфериче- ской поверхности четвертьсферического ДР с одним зеркалом показали, что по сравнению с ДР с двумя зеркалами интенсивность поля на пло- ской границе раздела сред диэлектрик – окру- жающая среда понижается. При φi=90 в относи- тельных единицах в ДР с одним зеркалом она составляет 0,10, в отличие от ДР с двумя зерка- лами, для которого интенсивность резонансного поля на металлическом зеркале принимала значе- ние 0,17. Следует заметить, при переходе от ДР с двумя зеркалами к резонатору, открытому со сто- роны одного плоского основания, изменяется и распределение интенсивности внутри области локализации резонансного поля. Напомним, что при φi=90 область локализации резонансного поля на сферической поверхности четвертьсфе- рического ДР с двумя зеркалами имеет вид неод- нородного по ширине пояска (рис. 2,б), располо- женного вдоль плоскости металлического зеркала (в направлении распространения волн ШГ в ДР). На резонансной частоте, близкой к 36 ГГц, мак- симальная ширина пояска поля L = 21 мм. Мак- симум интенсивности резонасного поля находит- ся не на середине ширины пояска, а смещен от середины в сторону зеркала на 4 мм. При перехо- де к ДР, открытому со стороны одного плоского основания, поясок поля сужается и максимум интенсивности располагается на середине шири- ны пояска резонансного поля. Так, при fn ≈ 36 ГГц величина L = 18 мм и максимум ин- тенсивности резонансного поля удален от пло- ской границы раздела сред диэлектрик – воздух на 9 мм. Из этого следует, что металлическое зер- кало оказывает существенное влияние на поведе- ние электродинамических характеристик чет- вертьсферического ДР. Из приведенных выше результатов экспе- риментальных исследований и сравнительного анализа свойств ДР с двумя и одним зеркалом сле- дует, что наибольшее влияние металлическое зер- кало оказывает на резонансные поля колебаний при азимутальной координате щели связи φi=90 . Поясок поля по всей своей протяженности имеет области соприкосновения с металлической плос- костью зеркала. С позиций электродинамики ори- ентации щели связи (φi=90 ), при которой возбуж- даются в ДР Е-колебания, соответствует располо- жение вектора напряженности электрического по- ля, направленного вдоль плоскости металлическо- го зеркала. В области соприкосновения пояска ре- зонансного поля с зеркалом вектор напряженности лежит в плоскости металлического зеркала. Вели- чина токов проводимости, наводимых на металли- ческом зеркале, при этом наиболее существенна. Поэтому влияние металлического зеркала на элек- тродинамические свойства резонансной системы в этом случае наиболее существенно. Вызывает интерес исследование влияния металлического зеркала в резонансной системе с двумя зеркалами на поведение основной энерге- тической характеристики ДР – на величину его добротности. Для этого экспериментально иссле- довались добротности в ДР с одним зеркалом и проводился их сравнительный анализ с результа- тами определения величины Q0 для ДР с двумя зеркалами. Результаты определения добротности в ДР, открытом со стороны одного плоского ос- нования, представлены на рис. 5 в виде пунктир- ной кривой, соединяющей экспериментальные точки. Видно, что при приближении щели связи к точке с азимутальной координатой φ=90 наблю- дается резкий рост величины Q0. При φi=90 доб- ротность приобретает наибольшее значение, ко- А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 504 торое более чем в полтора раза превышает вели- чину добротности в четвертьсферическом ДР с двумя зеркалами. При уменьшении азимутальной координаты щели связи добротность ДР с одним зеркалом резко уменьшается и уже при φi=73 становится меньше величины Q0 в ДР с двумя зеркалами. Такое поведение кривой добротности для четвертьсферического ДР, открытого со сто- роны одного плоского основания, хорошо согла- суется с представлениями геометрической опти- ки, поскольку возбуждение волн ШГ в ДР осуще- ствляется при углах падения волн на плоскую границу раздела сред диэлектрик - воздух боль- ших угла полного внутреннего отражения, и с представлениями электродинамики волновых процессов, поскольку уменьшение радиационных потерь энергии при излучении с открытого плос- кого основания четвертьсферы определяется снижением интенсивности резонансного поля на плоской границе раздела сред диэлектрик – ок- ружающая среда. Таким образом, проведенные исследова- ния показали важную роль положения щели связи на металлическом зеркале четвертьсферического ДР как элемента возбуждения колебаний, с одной стороны, и как элемента управления электроди- намическими характеристиками резонансной сис- темы, с другой. Проведенные исследования яв- ляются основой и создают перспективные пред- посылки для использования четвертьсферическо- го ДР, управляемого щелью связи на зеркале, в качестве базового элемента сумматора мощности с использованием числа диодов больше двух. В целях повышения добротности ДР и разрежения спектра колебаний перспективным является ис- пользование четвертьсферического ДР, открыто- го со стороны одного плоского основания. К его недостаткам следует отнести ограниченный ин- тервал возможных значений азимутальной коор- динаты щели связи, при которых осуществляется возбуждение колебаний, и сильную зависимость добротности от величины φi. 3. Четвертьсферический ДР – базовый элемент трехдиодного сумматора мощности. Итак, проведенные исследования электродинами- ческих свойств четвертьсферического ДР показа- ли, что при определенных условиях его возбуж- дения несколькими твердотельными диодами либо диодными модулями он может выполнять функции колебательной системы высокостабиль- ного генератора миллиметровых волн и базового элемента сумматора мощности при суммирова- нии мощностей трех диодов. Для этого исполь- зуются представления об особенностях распреде- ления резонансных полей колебаний в четверть- сферическом ДР при его возбуждении локальным источником, находящимся на участке с азиму- тальной координатой 0 <φ<90 . Расположению источника в этом интервале изменения величины φ соответствуют области локализации резонанс- ных полей колебаний на сферической поверхно- сти ДР, подобные представленным схематически на рис. 2,а. Эффект фокусировки волн ШГ в чет- вертьсферическом ДР, описанный ранее, создает предпосылки для расположения двух диодов (ди- одных модулей) в областях сужения области ло- кализаиции резонансного поля (рис. 7). При этом с позиций электродинамических представлений они находятся в эквивалентных условиях, их по- зиции по азимутальной координате одинаковы и отличаются знаком азимутальной координаты. Перспективным для расположения третьего диода является область резонансного поля на втором зеркале ДР. Учитывая характер распределения поля на металлическом зеркале по азимутальной координате с максимумом интенсивности поля на середине ширины области локализации поля, наиболее перспективным для достижения наибо- лее эффективной связи третьего диода с резо- нансным полем в четвертьсферическом ДР явля- ется его расположение в точке с азимутальной координатой φ=0 и полярной координатой Θ=90 (рис. 7). модуль №3 (φi = 0 ) диодный модуль №1 (φi = +75 ) диодный модуль №2 (φi = -75 ) Рис. 7. Схематическое представление четвертьсферического ДР как базового элемента трехдиодного сумматора мощности Диоды Ганна располагались в модулях на основе отрезков стандартных прямоугольных ме- таллических волноводов с элементами крепежа диодов, их согласования, настройки, подвода пи- тания и вывода мощности СВЧ электромагнитного поля. Поэтому в дальнейшем будем говорить о возбуждении четвертьсферического ДР диодными модулями. С позиций электродинамических пред- ставлений диодный модуль является низкодоброт- ным колебательным контуром. Его связь с ДР осуществляется посредством щели связи с теми же размерами, что и при возбуждении резонатора внешним сигналом. На рис. 7 схематически пред- ставлена конструкция сумматора мощности трех диодных модулей. Для достижения высокой ста- бильности частоты генерации, которая пропор- циональна добротности ДР, диодные модули №1 и №2 располагались в отверстиях на металиическом А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 505 зеркале с азимутальными координатами φi = ±75 по обе стороны симметрично относительно точки с азимутальной координатой φ = 0 . Расположение диодных модулей №1 и №2 в точках с азимуталь- ными координатами, имеющих большие значения, менее выгодно из-за того, что ширина области ло- кализации резонансного поля на металлическом зеркале с диодным модулем №3 увеличивается. При этом интенсивность резонансного поля в об- ласти расположения диодного модуля №3 понижа- ется, а следовательно его связь с полем колебаний в четвертьсферическом ДР ухудшается. Азиму- тальная координата диодного модуля №3, находя- щегося на втором зеркале четвертьсферического ДР, была φi=0 0 и полярная координата Θ=90 . Для разрежения спектра не использовалось ограничен- ное по размерам зеркало ДР с установленным на нем диодным модулем №3. Главной причиной этому является резкая зависимость добротности исследуемого ДР от азимутальной координаты источника возбуждения колебаний. Кроме того, ограниченное зеркало создает резкую границу раз- дела сред на поверхности ДР, которая приведет к появлению дополнительных дифракционных по- терь энергии и, как следствие, к нежелательному ухудшению добротности. Ниже приведен алгоритм операций по настройке диодных модулей на выбранную резо- нансную частоту четвертьсферического ДР и дос- тижению взаимной синхронизации их колебаний. Из рис. 7 понятно, что самостоятельная настройка диодного модуля №3, находящегося на позиции согласно рис. 7, для обеспечения взаим- ной синхронизации колебаний с диодными моду- лями №1 и №2 невозможна. Главной причиной тому является принципиальное различие позиций диодного модуля №3, с одной стороны, и диод- ных модулей №1 и №2, с другой. Как свидетель- ствуют результаты исследований распределения резонансных полей колебаний в четвертьсфери- ческом ДР при различных азимутальных коорди- натах щели связи формы областей локализации резонансных полей колебаний на сферической поверхности ДР при φi=0 и φi≠0 имеют прин- ципиальные различия. Граница области локали- зации поля колебаний, возбуждаемых диодным модулем №3, на рис. 7 схематически представле- на пунктиром, а диодными модулями №1 или №2 – сплошной кривой. Существенно отличаются и резонансные частоты колебаний, поэтому для настройки диодного модуля №3 на выбранную резонансную частоту четвертьсферического ДР использовалась позиция, соответствующая поло- жению диодного модуля №1 либо №2 (φi=±75 ). После настройки диодный модуль №3 без подачи на него напряжения питания устанавливался на свою позицию согласно рис. 7, а его позицию занимал диодный модуль №1 либо №2. Каждый из них настраивался на ту же частоту, и затем осуществлялась взаимная синхронизация коле- баний диодных модулей №1 и №2. Вывод СВЧ мощности из сумматора мощности осуществлял- ся через диодный модуль №2. После обеспечения взаимной синхронизации колебаний диодных модулей №1 и №2 осуществлялось включение в цепь диодного модуля №3 при его параллельном питании относительно питания диодных модулей №1 и №2. Как было показано ранее [9], парал- лельное питание диодных модулей обеспечивает независимую электронную перестройку частоты каждого из них, что особо важно для обеспечения взаимной синхронизации колебаний отдельных диодных модулей. Точная настройка частоты ге- нерации диодным модулем №3 на частоту одно- временной генерации колебаний диодными моду- лями №1 и №2 осуществлялась при помощи реак- тивного поршня. Характеристики одно-, двухди- одной (диодными модулями №1 и №2) и трехди- одной генерации колебаний в четвертьсфериче- ском ДР на частотах, близких к 36 ГГц, представ- лены графически на рис. 8. Рис. 8. Характеристики сумматора мощности на основе чет- вертьсферического ДР На рис. 8 представлены зависимости мощ- ности Р генерации от напряжения U питания диод- ных модулей и электронная перестройка частоты (зависимость изменения частоты Δf генерации от напряжения U питания диодных модулей). Крутиз- на последней позволяет оценить стабильность час- тоты генерации по отношению к паразитному изме- нению напряжения питания диодного модуля. На рис. 8 не показаны мощности генерации диодными модулями №2 и №3 из-за того, что поведение кри- вой мощности подобно представленному на рис. 8. Отметим, что мощности генерации диодными мо- дулями №2 и №3 при настройке напряжения на максимум мощности были несколько меньше, чем для диодного модуля №1, и равнялись 49 и 47,5 мВт Р, мВт 130 110 90 70 50 30 10 2,9 3,3 3,7 U, В модули №1 и №2 диодный модуль №1 3-х диодная генера- ция диодный модуль №1 2,9 3,3 3,7 U, В Δf, МГц 2,0 1,5 1,0 0,5 0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 модули №1 и №2 3-х диодная генерация А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 506 соответственно. Максимальная мощность генера- ции диодным модулем №1 в четвертьсферическом ДР составляла 52,3 мВт. Из рис. 8 видно, что наибольший коэффи- циент суммирования мощностей двух и трехдиод- ных модулей достигается при их настройке по на- пряжению на максимум мощности. При напряже- ниях, соответствующих спадающим участкам мощности, коэффициент суммирования понижает- ся при взаимной синхронизации колебаний двух диодных модулей (модули №1 и №2) от 0,93 до 0,91, а при суммировании мощностей трехдиодных модулей от 0,88 до 0,85. При обеспечении режима взаимной синхронизации колебаний двух и трех- диодных модулей максимум мощности по напря- жению питания сдвигается в низковольтную об- ласть. Отметим, что по сравнению с генерацией в самой модульной конструкции диода Ганна, не связанной с четвертьсферическим ДР, а коротко- замкнутой со стороны щели связи, выходная мощ- ность в генераторе на основе четвертьсферическо- го ДР в среднем понижалась на 9÷10%. Эти потери мощности в рассматриваемой генераторной конст- рукции тратились на связь с ДР. Однако более вы- сокая добротность ДР по сравнению с низкодоб- ротным колебательным контуром, представлен- ным диодным модулем, обеспечивает лучшую стабильность частоты генерации. Так, электронная перестройка частоты в интервале изменения на- пряжения питания диодного модуля от 2,9 до 4,1 В составляет 1,3 МГц/В при генерации колебаний в четвертьсферическом ДР (рис. 8) и 56 МГц/В для короткозамкнутого диодного модуля. При обеспе- чении взаимной синхронизации колебаний не- скольких диодных модулей крутизна электронной перестройки частоты понижается. Рост стабильно- сти частоты генерации при увеличении числа син- хронизируемых диодных модулей сопровождается сужением полосы электронной перестройки часто- ты. Так, при обеспечении режима взаимной син- хронизации колебаний диодных модулей №1 и №2 полоса электронной перестройки частоты состави- ла 0,45 МГц/В, а при взаимной синхронизации колебаний трехдиодных модулей – 0,15 МГц/В. Сравнение данных о генерации колебаний двумя и тремя диодными модулями в четвертьсфе- рическом ДР с полученными ранее характерстика- ми двухдиодной генерации в полусферическом ДР и трехдиодной генерации в цилиндрическом ДР показали, что коэффициент суммирования мощно- стей колебаний двухдиодных модулей и электрон- ная перестройка частоты в четвертьсферическом ДР имеет незначительные различия по сравнению с полусферическим ДР. Генерация колебаний тремя диодными модулями в четвертьсферическом ДР по- зволяет увеличить коэффициент суммирования мощ- ностей до 0,88 по сравнению с его значением, рав- ным 0,84, при генерации колебаний тремя диодными модулями в цилиндрическом ДР. При этом по срав- нению с генерацией колебаний тремя диодами в ци- линдрическом ДР улучшается и стабильность часто- ты. Изменение частоты генерации при изменении напряжения питания диодных модулей для цилинд- рического ДР составило 0,25 МГц/В по сравнению с 0,15 МГц/В в четвертьсферическом ДР. Интересно отметить наблюдаемый в четверть- сферическом ДР эффект «затягивания» частоты генерации диодного модуля №3 генерацией колеба- ний диодными модулями №1 и №2, работающими в режиме взаимной синхронизации колебаний. Как отмечалось ранее, самостоятельная генерация коле- баний диодным модулем №3, находящимся на по- зиции согласно рис. 7, на частоте генерации диод- ными модулями №1 и №2 невозможна. Однако из- менение электродинамических характеристик резо- нансной системы применительно к позиционному расположению диодного модуля №3 (распределе- ние резонансных полей колебаний), навязанное вы- нужденными колебаниями диодных модулей №1 и №2, позволяет обеспечить взаимную синхрониза- цию колебаний трех диодных модулей. Выводы. Представлены результаты ис- следования четвертьсферического ДР, возбуж- даемого щелью связи в зеркале. Показано, что спектральные и энергетические характеристики колебаний шепчущей галереи, возбуждаемые в четвертьсферическом ДР имеют сильную зависи- мость от положения щели связи по азимутальной координате. Для разрежения спектра колебаний четвертьсферического ДР с двумя зеркалами предложен переход к четвертьсферическому ДР, открытому со стороны одного плоского основа- ния. Изучены электродинамические характери- стики такого резонатора. Четвертьсферический ДР является перспективным базовым элементом многодиодного сумматора мощности. Достигнута взаимная синхронизация колебаний трех диодных модулей в нем и исследованы характеристики трехдиодного сумматора мощности на основе четвертьсферического ДР. 1. Kharkovsky S. N., Kirichenko A. Ja., Kogut A. E. Solid-state oscilla- tors with whispering-gallery mode dielectric resonators // Micro- wave and Optical Techn. Letters. - 1996. - 12, №.4. - Р.210 - 213. 2. Кириченко А. Я., Харьковский С. Н. Генерация электромаг- нитных колебаний мм диапазона полупроводниковыми диодами в квазиоптическом диэлектрическом резонаторе // Изв. вузов. Радиоэлектроника. - 1990. - 33, №10. - С.81 - 82. 3. Харьковский С. Н., Когут А. Е., Кутузов В. В., Громов П. В. Твердотельные генераторы КВЧ с квазиоптическими ме- талло-диэлектрическими резонаторами // 7-ая Междуна- родн. Крымская конф.: Тр. конф. - 1997. - 2. - С.361-362. 4. Guillon P., Jiao X.H., Auxemery P., Bermudez L.A. Whisper- ing-Gallery Modes Herald DR MM-Wave Use // Microwave and RF. - 1987. - 26, №9. - P.85-96. 5. Костромин В. В., Быков Е. В., Гальперович Д. Я. Исследо- вание диэлектрических свойств неполярных полимеров в диапазоне частот 16-38 ГГц в интервале температур 4,2- 300 К // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. - 1984. - №4. - С.52-59. А. Е. Когут / Преобразование электродинамических характеристик… _________________________________________________________________________________________________________________ 507 6. А.с. 991828 СССР, МКИ 4, G01 R27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов / В. Ф. Взятышев, Б. И. Рябов, Г. Д. Якухин и др. // Откры- тия. Изобретения. - 1985. - №1. - С.121. 7. Кириченко А. Я., Когут А. Е. Генератор Ганна для измере- ния электрических характеристик жидкостей, стабилизиро- ванный диэлектрическим резонатором // Электромагнитные волны и электронные системы. - 2007. - 12, №2. - С.57-59. 8. Пат. України № 20863 від 15.02.07. на корисну модель "Квазіоптичний діелектрометр” / Губін О. І., Лаврино- вич О. А., Черпак М. Т. 9. Когут А. Е. Колебания типа шепчущей галереи открытых металлодиэлектрических резонаторов, возбуждаемых со- средоточенными источниками излучения // Диссертация на соискание уч. степени кандидата физико-математич. наук: 01.04.03. Защищена 21.04.98. ДК № 001144. Харьков, 1998. 10. Когут А. Е., Харьковский С. Н., Кутузов В. В. Возбуждение колебаний типа шепчущей галереи в квазиоптических метал- ло-диэлектрических резонаторах через щель связи в зеркале // Радиофизика и электроника. - Харьков: Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. - 1997. - 2, №1. - С.31-34. TRANSFORMATION OF THE ELECTRODYNAMIC CHARACTERISTICS OF THE QUARTERSPHERE DIELECTRIC RESONATOR BY THE COUPLING SLOT IN THE MIRROR A. E. Kogut It is shown, that as against the hemispherical dielectric resonator excited on the whispering gallery modes by the coupling slot in a mirror, spectral and power characteristics of the quartersphere dielectric resonator, and also distribution of resonant fields of modes depend on position of a coupling slot on azimuthal coordi- nate. The existence of the whispering gallery modes is possible in the quartersphere dielectric resonator in the case of the open one plane basis Characteristics of such dielectric resonator are investigated. It is shown, that the quartersphere dielectric resonator can form base of the power adder for summation of the power more than two Gunn diodes. The modes of mutual synchronization of oscillations of two and three diodes in the quartersphere resonator are investigated. Key words: quartersphere dielectric resonator, whispering gallery modes, coupling slot, power adder. ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧВЕРТЬСФЕРИЧНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО РЕЗОНАТОРА ЩІЛИНОЮ ЗВ’ЯЗКУ В ДЗЕРКАЛІ О. Є. Когут Показано, що на відміну від півсферичного діелект- ричного резоантора, що збуджується на модах шепочучої галереї щілиною зв’язку в дзеркалі, спектральні та енергетич- ні характеристики чвертьсферичного діелектричного резона- тора суттєво залежать від положення щілини зв’язку за азиму- тальною координатою. В чвертьсферичному резонаторі мож- ливе існування коливань і у випадку, коли одна плоска основа резонатора відкрита. Вивчено характеристики такого діелект- ричного резонатора. Показано, що чвертьсферичний діелект- ричний резонатор може бути базою суматора потужностей більш ніж двох діодів Гана. Досліджено режим взаємної синх- ронізації коливань двох і трьох діодів Гана в чвертьсферично- му резонаторі. Ключові слова: чвертьсферичний діелектричний резонатор, коливання шепочучої галереї, щілина зв’язку, су- матор потужності. Рукопись поступила 3 октября 2007 г.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-10845
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1028-821X
language	Russian
last_indexed	2025-11-25T20:53:30Z
publishDate	2007
publisher	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
record_format	dspace
spelling	Когут, А.Е. 2010-08-09T09:36:27Z 2010-08-09T09:36:27Z 2007 Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале / А.Е. Когут // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, № 3. — С. 498-507. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1028-821X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10845 621.372.8 Показано, что в отличие от полусферического диэлектрического резонатора, возбуждаемого на модах шепчущей галереи щелью связи в зеркале, спектральные и энергетические характеристики четвертьсферического диэлектрического резонатора, а также распределение резонансных полей колебаний существенно зависят от положения щели связи по азимутальной координате. В четвертьсферическом резонаторе возможно существование колебаний и в случае открытого одного плоского основания. Изучены характеристики такого диэлектрического резонатора. Показано, что четвертьсферический диэлектрический резонатор может служить базой сумматора мощности для суммирования мощностей более двух диодов Ганна. Исследован режим взаимной синхронизации колебаний двух и трех диодов Ганна в четвертьсерифческом резонаторе. Показано, що на відміну від півсферичного діелектричного резоантора, що збуджується на модах шепочучої галереї щілиною зв’язку в дзеркалі, спектральні та енергетичні характеристики чвертьсферичного діелектричного резонатора суттєво залежать від положення щілини зв’язку за азимутальною координатою. В чвертьсферичному резонаторі можливе існування коливань і у випадку, коли одна плоска основа резонатора відкрита. Вивчено характеристики такого діелектричного резонатора. Показано, що чвертьсферичний діелектричний резонатор може бути базою суматора потужностей більш ніж двох діодів Гана. Досліджено режим взаємної синхронізації коливань двох і трьох діодів Гана в чвертьсферичному резонаторі. It is shown, that as against the hemispherical dielectric resonator excited on the whispering gallery modes by the coupling slot in a mirror, spectral and power characteristics of the quartersphere dielectric resonator, and also distribution of resonant fields of modes depend on position of a coupling slot on azimuthal coordinate. The existence of the whispering gallery modes is possible in the quartersphere dielectric resonator in the case of the open one plane basis Characteristics of such dielectric resonator are investigated. It is shown, that the quartersphere dielectric resonator can form base of the power adder for summation of the power more than two Gunn diodes. The modes of mutual synchronization of oscillations of two and three diodes in the quartersphere resonator are investigated. ru Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України Электродинамика СВЧ Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале Перетворення електродинамічних характеристик чвертьсферичного діелектричного резонатора щілиною зв’язку в дзеркалі Transformation of the electrodynamic characteristics of the quartersphere dielectric resonator by the coupling slot in the mirror Article published earlier
spellingShingle	Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале Когут, А.Е. Электродинамика СВЧ
title	Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале
title_alt	Перетворення електродинамічних характеристик чвертьсферичного діелектричного резонатора щілиною зв’язку в дзеркалі Transformation of the electrodynamic characteristics of the quartersphere dielectric resonator by the coupling slot in the mirror
title_full	Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале
title_fullStr	Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале
title_full_unstemmed	Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале
title_short	Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале
title_sort	преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале
topic	Электродинамика СВЧ
topic_facet	Электродинамика СВЧ
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10845
work_keys_str_mv	AT kogutae preobrazovanieélektrodinamičeskihharakteristikčetvertʹsferičeskogodiélektričeskogorezonatoraŝelʹûsvâzivzerkale AT kogutae peretvorennâelektrodinamíčnihharakteristikčvertʹsferičnogodíelektričnogorezonatoraŝílinoûzvâzkuvdzerkalí AT kogutae transformationoftheelectrodynamiccharacteristicsofthequarterspheredielectricresonatorbythecouplingslotinthemirror

Преобразование электродинамических характеристик четвертьсферического диэлектрического резонатора щелью связи в зеркале

Репозитарії

Схожі ресурси