AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION
A hemispherical open resonator with a rectangular waveguide section mounted at the center of the open resonator plane mirror is considered. A theoretical analysis has been made to find out that the excitation efficiency of the waveguide wave TE10 excited by the open resonator oscillation TEM00q can...
Збережено в:
| Дата: | 2014 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | rus |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1183 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Radio physics and radio astronomy |
Репозитарії
Radio physics and radio astronomy| id |
oai:ri.kharkov.ua:article-1183 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| topic |
excitation efficiency open resonator overmoded rectangular waveguide diffraction grating эффективность возбуждения открытый резонатор сверхразмерный прямоугольный волновод дифракционная решетка ефективність збудження відкритий резонатор надрозмірний прямокутний хвилевід дифракційна решітка |
| spellingShingle |
excitation efficiency open resonator overmoded rectangular waveguide diffraction grating эффективность возбуждения открытый резонатор сверхразмерный прямоугольный волновод дифракционная решетка ефективність збудження відкритий резонатор надрозмірний прямокутний хвилевід дифракційна решітка Kuz'michev, I. K. AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION |
| topic_facet |
excitation efficiency open resonator overmoded rectangular waveguide diffraction grating эффективность возбуждения открытый резонатор сверхразмерный прямоугольный волновод дифракционная решетка ефективність збудження відкритий резонатор надрозмірний прямокутний хвилевід дифракційна решітка |
| format |
Article |
| author |
Kuz'michev, I. K. |
| author_facet |
Kuz'michev, I. K. |
| author_sort |
Kuz'michev, I. K. |
| title |
AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION |
| title_short |
AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION |
| title_full |
AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION |
| title_fullStr |
AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION |
| title_full_unstemmed |
AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION |
| title_sort |
open resonator loaded with a rectangular waveguide section |
| title_alt |
ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР С ОТРЕЗКОМ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ВОЛНОВОДА ВІДКРИТИЙ РЕЗОНАТОР З ВІДРІЗКОМ ПРЯМОКУТНОГО ХВИЛЕВОДУ |
| description |
A hemispherical open resonator with a rectangular waveguide section mounted at the center of the open resonator plane mirror is considered. A theoretical analysis has been made to find out that the excitation efficiency of the waveguide wave TE10 excited by the open resonator oscillation TEM00q can reach 90 % for some certain cross-sectional dimensions of the waveguide. To this end, a hemispherical open resonator with a superdimensional rectangular waveguide section was experimentally studied in the 4 mm wave region. The cross-sectional dimensions were chosen under the condition of obtaining maximum excitation efficiency of the fundamental waveguide wave. The study shows that the excitation of the fundamental mode alone holds in this resonant system across the whole tuning range. Comparison of reflection coefficients of a waveguide-loaded resonator either with or without a reflecting diffraction grating at the waveguide section bottom indicates that both of the electrodynamic systems have nearly equal losses.Key words: excitation efficiency, open resonator, overmoded rectangular waveguide, diffraction gratingManuscript submitted 29.04.2014Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 249-257 REFERENCES1. MIROSHNICHENKO, V. S., SENKEVICH, E. B., PIVOVAROVA, A. G., and YUDINTSEV, D. V., 2010. Excitation of oscillations in a generator of diffraction radiation with multistage space interaction. Izv. vuzov. Radiofizika. vol. 53, no. 3, pp. 200–209 (in Russian). 2. RUSIN, F. S. and BOGOMOLOV, G. D., 1968. Orotron as millimeter-wave generator. 3. SHESTOPALOV, V. P. (ed.), VERTII, A. A., and ERMAK, G. P., 1991. Diffraction radiation oscillators. Kyiv: Naukova Dumka Publ. (in Russian). 4. MYASIN, E. A., EVDOKIMOV, V. V., and IL'IN A. Yu., 2011. Orotron with double periodic structure range 140 ... 300 GHz. Radiotekhnika i Elektronika, vol. 56, no. 4, pp. 454–467 (in Russian). 5. MIROSHNICHENKO, V. S., DUDKA, V. G., YUDINTSEV, D. V., 2010. Shaping of Extended Fields in the Open Resonator with Trapezoidal Mirrors. Radiophysics and Electronics, vol. 15, no. 2. pp. 16–21 (in Russian). 6. SHESTOPALOV, V. P., 1976. Diffraction electronics. Kharkov: Kharkiv University Publishers. 7.KUZ'MICHEV, I. K. and HLOPOV, G. I. 1989. Consistent stimulation Quasi-optical Open Resonator. In: Quasi-optical equipment in the millimeter and submillimeter waves. Kharkiv, Ukraine: IRENASU Publ. pp. 149–156 (in Russian). 8. BURSHTEIN, E. L., 1958. On the power received by the antenna in the fall at her non-planar wave. Radiotekhnika I Elektronika, vol. 3, no. 2, pp. 186–189 (in Russian). 9. KAY, A. F., 1960.Near-field gain of aperture antennas. IEE Trans. Antennas Propag. vol. 8, no. 6, pp. 586–593. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1960.1144905 10. KUZMICHEV, I. K., 2009. Exitation efficiency of quasioptical resonancesystems. Telecommunications and Radio Engineering. vol. 68, no. 1, pp. 49–63. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v68.i1.30 11. KUHN, R., 1967. Microwave antenna. Leningrad. USSR: Sudostroenie Publ. (in Russian). 12. SUHU, R. F., 1963. Non confocal multi-wave resonators for quantum-mechanical oscillator. Proc. IEEE, vol. 51, no.1, pp. 106–111 (in Russian). 13. SHESTOPALOV, V. P., 1985. Physical basis for millimeter- and submillimeter-wave equipmen. Vol. 2 (Sources. Element base. Radio Systems), Kyiv: Naukova dumka Publ. (in Russian). 14. FRAIT, Z. and PATTON, C. E., 1980. Simple analytic method formicrowave cavity Q determination. Rev. Sci. Instrum. vol. 51, no. 8, pp. 1092–1094. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1136368 15. VALITOV, R. A. (ed.), DYUBKO, S. P., and KAMYSHAN, V. V., 1969. Technique submillimeter waves. Moskow: Sov. radio Publ. (in Russian). 16. ANDROSOV, V. P. and KUZ'MICHEV, I. K., 1987. The influence of internal irregularities open cavity to communicate with its oscillation waveguide lines. Kharkiv, Ukraine: IRENASU Publ. (in Russian). 17. TARASOV, L, V., 1981. The physics of the processes in generators of coherent optical radiation. Moskow: Rasio i Svyaz' Publ. (in Russian). |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1183 |
| work_keys_str_mv |
AT kuzmichevik anopenresonatorloadedwitharectangularwaveguidesection AT kuzmichevik otkrytyjrezonatorsotrezkomprâmougolʹnogovolnovoda AT kuzmichevik vídkritijrezonatorzvídrízkomprâmokutnogohvilevodu AT kuzmichevik openresonatorloadedwitharectangularwaveguidesection |
| first_indexed |
2024-05-26T06:29:46Z |
| last_indexed |
2024-05-26T06:29:46Z |
| _version_ |
1800177109664006144 |
| spelling |
oai:ri.kharkov.ua:article-11832017-07-03T13:58:00Z AN OPEN RESONATOR LOADED WITH A RECTANGULAR WAVEGUIDE SECTION ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР С ОТРЕЗКОМ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ВОЛНОВОДА ВІДКРИТИЙ РЕЗОНАТОР З ВІДРІЗКОМ ПРЯМОКУТНОГО ХВИЛЕВОДУ Kuz'michev, I. K. excitation efficiency; open resonator; overmoded rectangular waveguide; diffraction grating эффективность возбуждения; открытый резонатор; сверхразмерный прямоугольный волновод; дифракционная решетка ефективність збудження; відкритий резонатор; надрозмірний прямокутний хвилевід; дифракційна решітка A hemispherical open resonator with a rectangular waveguide section mounted at the center of the open resonator plane mirror is considered. A theoretical analysis has been made to find out that the excitation efficiency of the waveguide wave TE10 excited by the open resonator oscillation TEM00q can reach 90 % for some certain cross-sectional dimensions of the waveguide. To this end, a hemispherical open resonator with a superdimensional rectangular waveguide section was experimentally studied in the 4 mm wave region. The cross-sectional dimensions were chosen under the condition of obtaining maximum excitation efficiency of the fundamental waveguide wave. The study shows that the excitation of the fundamental mode alone holds in this resonant system across the whole tuning range. Comparison of reflection coefficients of a waveguide-loaded resonator either with or without a reflecting diffraction grating at the waveguide section bottom indicates that both of the electrodynamic systems have nearly equal losses.Key words: excitation efficiency, open resonator, overmoded rectangular waveguide, diffraction gratingManuscript submitted 29.04.2014Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 249-257 REFERENCES1. MIROSHNICHENKO, V. S., SENKEVICH, E. B., PIVOVAROVA, A. G., and YUDINTSEV, D. V., 2010. Excitation of oscillations in a generator of diffraction radiation with multistage space interaction. Izv. vuzov. Radiofizika. vol. 53, no. 3, pp. 200–209 (in Russian). 2. RUSIN, F. S. and BOGOMOLOV, G. D., 1968. Orotron as millimeter-wave generator. 3. SHESTOPALOV, V. P. (ed.), VERTII, A. A., and ERMAK, G. P., 1991. Diffraction radiation oscillators. Kyiv: Naukova Dumka Publ. (in Russian). 4. MYASIN, E. A., EVDOKIMOV, V. V., and IL'IN A. Yu., 2011. Orotron with double periodic structure range 140 ... 300 GHz. Radiotekhnika i Elektronika, vol. 56, no. 4, pp. 454–467 (in Russian). 5. MIROSHNICHENKO, V. S., DUDKA, V. G., YUDINTSEV, D. V., 2010. Shaping of Extended Fields in the Open Resonator with Trapezoidal Mirrors. Radiophysics and Electronics, vol. 15, no. 2. pp. 16–21 (in Russian). 6. SHESTOPALOV, V. P., 1976. Diffraction electronics. Kharkov: Kharkiv University Publishers. 7.KUZ'MICHEV, I. K. and HLOPOV, G. I. 1989. Consistent stimulation Quasi-optical Open Resonator. In: Quasi-optical equipment in the millimeter and submillimeter waves. Kharkiv, Ukraine: IRENASU Publ. pp. 149–156 (in Russian). 8. BURSHTEIN, E. L., 1958. On the power received by the antenna in the fall at her non-planar wave. Radiotekhnika I Elektronika, vol. 3, no. 2, pp. 186–189 (in Russian). 9. KAY, A. F., 1960.Near-field gain of aperture antennas. IEE Trans. Antennas Propag. vol. 8, no. 6, pp. 586–593. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1960.1144905 10. KUZMICHEV, I. K., 2009. Exitation efficiency of quasioptical resonancesystems. Telecommunications and Radio Engineering. vol. 68, no. 1, pp. 49–63. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v68.i1.30 11. KUHN, R., 1967. Microwave antenna. Leningrad. USSR: Sudostroenie Publ. (in Russian). 12. SUHU, R. F., 1963. Non confocal multi-wave resonators for quantum-mechanical oscillator. Proc. IEEE, vol. 51, no.1, pp. 106–111 (in Russian). 13. SHESTOPALOV, V. P., 1985. Physical basis for millimeter- and submillimeter-wave equipmen. Vol. 2 (Sources. Element base. Radio Systems), Kyiv: Naukova dumka Publ. (in Russian). 14. FRAIT, Z. and PATTON, C. E., 1980. Simple analytic method formicrowave cavity Q determination. Rev. Sci. Instrum. vol. 51, no. 8, pp. 1092–1094. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1136368 15. VALITOV, R. A. (ed.), DYUBKO, S. P., and KAMYSHAN, V. V., 1969. Technique submillimeter waves. Moskow: Sov. radio Publ. (in Russian). 16. ANDROSOV, V. P. and KUZ'MICHEV, I. K., 1987. The influence of internal irregularities open cavity to communicate with its oscillation waveguide lines. Kharkiv, Ukraine: IRENASU Publ. (in Russian). 17. TARASOV, L, V., 1981. The physics of the processes in generators of coherent optical radiation. Moskow: Rasio i Svyaz' Publ. (in Russian). УДК 621.372.413:621.372.8 Рассмотрен полусферический открытый резонатор с отрезком прямоугольного волновода, расположенным в центре плоского зеркала. В результате выполненного теоретического анализа установлено, что эффективность возбуждения в нем волны TE10 с помощью колебания резонатора TEM00q может достигать ≈ 90 % при определенных поперечных размерах волновода. Проведены экспериментальные исследования полусферического открытого резонатора с отрезком сверхразмерного прямоугольного волновода в четырехмиллиметровом диапазоне длин волн. При этомпоперечные размеры волновода выбирались из условия получения максимальной эффективности возбуждения основной волноводной волны. Было обнаружено, что в рассматриваемой резонансной системе возбуждается только основной тип колебаний во всем диапазоне перестройки. Сравнение коэффициентов отражения нагруженного на волновод резонатора при наличии и при отсутствии отражающей дифракционной решетки на дне отрезка волновода показывает, что обе электродинамические системы обладают примерно равными потерями.Ключевые слова: эффективность возбуждения, открытый резонатор, сверхразмерный прямоугольный волновод, дифракционная решеткаСтатья поступила в редакцию 29.04.2014Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 249-257СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Мирошниченко В. С., Сенкевич Е. Б., Пивоварова А. Г., Юдинцев Д. В. Возбуждение колебаний в генераторе дифракционного излучения с многокаскадным пространством взаимодействия // Изв. вузов. Радиофизика. – 2010. – Т. 53, № 3. – С. 200–209.2. Русин Ф. С., Богомолов Г. Д. Оротрон как генератор миллиметрового диапазона // Электроника больших мощностей. – М.: Наука, 1968. – С. 45–58.3. Генераторы дифракционного излучения / В. П. Шестопалов, А. А. Вертий, Г. П. Ермак и др. / Под ред. В. П. Шестопалова. – К.: Наукова думка, 1991. – 320 с.4. Мясин Е. А., Евдокимов В. В., Ильин А. Ю. Оротрон с двухрядной периодической структурой диапазона 140…300 ГГц // Радиотехника и электроника. – 2011. – Т. 56, № 4. – С. 454–467.5. Мирошниченко В. С., Дудка В. Г., Юдинцев Д. В. Формирование протяженных полей в открытом резонаторе с трапецеидальными зеркалами // Радиофизика и электроника. – 2010. – Т. 15, № 2. – С. 16–21.6. Шестопалов В. П. Дифракционная электроника. – Харьков: Изд-во Харьковского ун-та им. А. М. Горького, 1976. – 232 с.7. Кузьмичев И. К., Хлопов Г. И. Согласованное возбуждение квазиоптических открытых резонаторов // Квазиоптическая техника миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн: сб. науч. тр. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. – 1989. – С. 149–156.8. Бурштейн Э. Л. О мощности, принимаемой антенной при падении на нее неплоской волны // Радиотехника и электроника. – 1958. – Т. 3, № 2. – С. 186–189.9. Kay A. F. Near-field gain of aperture antennas // IRE Trans. Antennas Propag. – 1960. – Vol. 8, No. 6. – P. 586–593.10. Kuzmichev I. K. Exitation efficiency of quasioptical resonance systems // Telecommunications and Radio Engineering. – 2009. – Vol. 68, No. 1. – P. 49–63.11. Кюн З. Микроволновые антенны / Пер. с нем. под ред. М. П. Долуханова. – Л.: Судостроение, 1967. – 518 с.12. Суху Р. Ф. Неконфокальные многоволновые резонаторы для квантовомеханического генератора // ТИИЭР. – 1963. – Т. 51, № 1. – С. 106–111.13. Шестопалов В. П. Физические основы миллиметровой и субмиллиметровой техники: в 2 т. Т. 2: Источники. Элементная база. Радиосистемы. – К.: Наукова думка, 1985. – 256 с.14. Frait Z. and Patton C. E. Simple analytic method for microwave cavity Q determination // Rev. Sci. Instrum. – 1980. – Vol. 51, No. 8. – P. 1092–1094.15. Техника субмиллиметровых волн / Р. А. Валитов, С. Ф. Дюбко, В. В. Камышан и др. / Под ред. Р. А. Валитова. – М.: Сов. радио, 1969. – 480 с.16. Андросов В. П., Кузьмичев И. К. Влияние внутренних неоднородностей открытого резонатора на связь его колебаний с волноводными линиями: Препр. / Академия Наук УССР. Ин-т радиофизики и электроники; № 355. – Харьков: 1987. – 14 с.17. Тарасов Л. В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. – М.: Радио и связь, 1981. – 440 с. УДК 621.372.413:621.372.8 Розглянуто напівсферичний відкритий резонатор з відрізком прямокутного хвилеводу, розташованим в центрі плоского дзеркала. В результаті виконаного теоретичного аналізу встановлено, що ефективність збудження в ньому хвилі TE10 з допомогою коливання резонатора TEM00q може досягати ≈ 90 % за певних поперечних розмірів хвилеводу. Виконано експериментальні дослідження напівсферичного відкритого резонатора з відрізком надрозмірного прямокутного хвилеводу в чотирьохміліметровому діапазоні довжин хвиль. При цьому поперечні розміри хвилеводу бралися з умови отримання максимальної ефективності збудження основної хвилеводної хвилі. Було виявлено, що у цій резонансній системі збуджується лише основний тип коливань у всьому діапазоні настройки. Порівняння коефіцієнтів відбиття навантаженого на хвилевод резонатора за наявності та відсутності відбивної дифракційної гратки на дні відрізка хвилеводу показує, що обидві електродинамічні системи мають приблизно однакові втрати.Ключові слова: ефективність збудження, відкритий резонатор, надрозмірний прямокутний хвилевід, дифракційна решітка Стаття надійшла до редакції 29.04.2014Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 249-257СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ1. Мирошниченко В. С., Сенкевич Е. Б., Пивоварова А. Г., Юдинцев Д. В. Возбуждение колебаний в генераторе дифракционного излучения с многокаскадным пространством взаимодействия // Изв. вузов. Радиофизика. – 2010. – Т. 53, № 3. – С. 200–209.2. Русин Ф. С., Богомолов Г. Д. Оротрон как генератор миллиметрового диапазона // Электроника больших мощностей. – М.: Наука, 1968. – С. 45–58.3. Генераторы дифракционного излучения / В. П. Шестопалов, А. А. Вертий, Г. П. Ермак и др. / Под ред. В. П. Шестопалова. – К.: Наукова думка, 1991. – 320 с.4. Мясин Е. А., Евдокимов В. В., Ильин А. Ю. Оротрон с двухрядной периодической структурой диапазона 140…300 ГГц // Радиотехника и электроника. – 2011. – Т. 56, № 4. – С. 454–467.5. Мирошниченко В. С., Дудка В. Г., Юдинцев Д. В. Формирование протяженных полей в открытом резонаторе с трапецеидальными зеркалами // Радиофизика и электроника. – 2010. – Т. 15, № 2. – С. 16–21.6. Шестопалов В. П. Дифракционная электроника. – Харьков: Изд-во Харьковского ун-та им. А. М. Горького, 1976. – 232 с.7. Кузьмичев И. К., Хлопов Г. И. Согласованное возбуждение квазиоптических открытых резонаторов // Квазиоптическая техника миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн: сб. науч. тр. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. – 1989. – С. 149–156.8. Бурштейн Э. Л. О мощности, принимаемой антенной при падении на нее неплоской волны // Радиотехника и электроника. – 1958. – Т. 3, № 2. – С. 186–189.9. Kay A. F. Near-field gain of aperture antennas // IRE Trans. Antennas Propag. – 1960. – Vol. 8, No. 6. – P. 586–593.10. Kuzmichev I. K. Exitation efficiency of quasioptical resonance systems // Telecommunications and Radio Engineering. – 2009. – Vol. 68, No. 1. – P. 49–63.11. Кюн З. Микроволновые антенны / Пер. с нем. под ред. М. П. Долуханова. – Л.: Судостроение, 1967. – 518 с.12. Суху Р. Ф. Неконфокальные многоволновые резонаторы для квантовомеханического генератора // ТИИЭР. – 1963. – Т. 51, № 1. – С. 106–111.13. Шестопалов В. П. Физические основы миллиметровой и субмиллиметровой техники: в 2 т. Т. 2: Источники. Элементная база. Радиосистемы. – К.: Наукова думка, 1985. – 256 с.14. Frait Z. and Patton C. E. Simple analytic method for microwave cavity Q determination // Rev. Sci. Instrum. – 1980. – Vol. 51, No. 8. – P. 1092–1094.15. Техника субмиллиметровых волн / Р. А. Валитов, С. Ф. Дюбко, В. В. Камышан и др. / Под ред. Р. А. Валитова. – М.: Сов. радио, 1969. – 480 с.16. Андросов В. П., Кузьмичев И. К. Влияние внутренних неоднородностей открытого резонатора на связь его колебаний с волноводными линиями: Препр. / Академия Наук УССР. Ин-т радиофизики и электроники; № 355. – Харьков: 1987. – 14 с.17. Тарасов Л. В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. – М.: Радио и связь, 1981. – 440 с. Видавничий дім «Академперіодика» 2014-09-29 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1183 10.15407/rpra19.03.249 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 19, No 3 (2014); 249 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 19, No 3 (2014); 249 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 19, No 3 (2014); 249 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra19.03 rus http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1183/818 Copyright (c) 2014 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |