OPEN RESONATOR FOR SUMMATION OF POWERS IN SUB-TERAHERTZ AND TERAHERTZ FREQUENCIES
PACS number: 07.57.-c Purpose: Study of excitation features for the first higher axialasymmetric type oscillations in an open resonator connected into the waveguide transmission line.Design/methodology/approach: To determine the efficiency of higher oscillation excitation in the resonator by using...
Збережено в:
| Дата: | 2017 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | rus |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1259 |
| 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-1259 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| topic |
terahertz frequencies open resonator rectangular waveguide oscillation excitation efficiency summation of powers терагерцевый диапазон открытый резонатор прямоугольный волновод эффективность возбуждения колебаний сложение мощностей терагерцовий діапазон відкритий резонатор прямокутний хвилевід ефективність збудження коливань складання потужностей |
| spellingShingle |
terahertz frequencies open resonator rectangular waveguide oscillation excitation efficiency summation of powers терагерцевый диапазон открытый резонатор прямоугольный волновод эффективность возбуждения колебаний сложение мощностей терагерцовий діапазон відкритий резонатор прямокутний хвилевід ефективність збудження коливань складання потужностей Kuz’michev, I. K. Yeryomka, V. D. Маy, A. V. Troshchilo, A. S. OPEN RESONATOR FOR SUMMATION OF POWERS IN SUB-TERAHERTZ AND TERAHERTZ FREQUENCIES |
| topic_facet |
terahertz frequencies open resonator rectangular waveguide oscillation excitation efficiency summation of powers терагерцевый диапазон открытый резонатор прямоугольный волновод эффективность возбуждения колебаний сложение мощностей терагерцовий діапазон відкритий резонатор прямокутний хвилевід ефективність збудження коливань складання потужностей |
| format |
Article |
| author |
Kuz’michev, I. K. Yeryomka, V. D. Маy, A. V. Troshchilo, A. S. |
| author_facet |
Kuz’michev, I. K. Yeryomka, V. D. Маy, A. V. Troshchilo, A. S. |
| author_sort |
Kuz’michev, I. K. |
| title |
OPEN RESONATOR FOR SUMMATION OF POWERS IN SUB-TERAHERTZ AND TERAHERTZ FREQUENCIES |
| title_short |
OPEN RESONATOR FOR SUMMATION OF POWERS IN SUB-TERAHERTZ AND TERAHERTZ FREQUENCIES |
| title_full |
OPEN RESONATOR FOR SUMMATION OF POWERS IN SUB-TERAHERTZ AND TERAHERTZ FREQUENCIES |
| title_fullStr |
OPEN RESONATOR FOR SUMMATION OF POWERS IN SUB-TERAHERTZ AND TERAHERTZ FREQUENCIES |
| title_full_unstemmed |
OPEN RESONATOR FOR SUMMATION OF POWERS IN SUB-TERAHERTZ AND TERAHERTZ FREQUENCIES |
| title_sort |
open resonator for summation of powers in sub-terahertz and terahertz frequencies |
| title_alt |
ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ МОЩНОСТЕЙ В СУБТЕРАГЕРЦЕВОМ И ТЕРАГЕРЦЕВОМ ДИАПАЗОНАХ ВІДКРИТИЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ СКЛАДАННЯ ПОТУЖНОСТЕЙ В СУБТЕРАГЕРЦОВОМУ І ТЕРАГЕРЦОВОМУ ДІАПАЗОНАХ |
| description |
PACS number: 07.57.-c Purpose: Study of excitation features for the first higher axialasymmetric type oscillations in an open resonator connected into the waveguide transmission line.Design/methodology/approach: To determine the efficiency of higher oscillation excitation in the resonator by using the highest wave of a rectangular waveguide, the coefficient of the antenna surface utilization is used. The coefficient of reflection from the open resonator is determined by the known method of summation of the partial coefficients of reflection from the resonant system.Findings: The excitation efficiency of the first higher axial asymmetric type TEM10q oscillations in an open resonator connected into the waveguide transmission line, using the TE20 type wave, is considered. The research efforts were made with accounting for the electromagnetic field vector nature. It is shown that for certain sizes of exciting coupler the excitation efficiency of the working excitation is equal to 0.867. Besides, this resonant system has a single frequency response within a wide band of frequencies. Due to this, it can be applied for summation of powers for individual sources of oscillations. Since this resonant system allows separating the matching functions as to the field and coupling, it is possible to provide any prescribed coupling of sources with a resonant volume. For this purpose, one-dimensional diffraction gratings (E-polarization) are used.Conclusions: With the matched excitation of axially asymmetric modes of oscillations the resonant system has an angular and frequency spectrum selection that is of great practical importance for powers summation. By application of one-dimensional diffraction gratings (E-polarization), located in apertures of coupling elements, the active elements can be matched with the resonant volume.Keywords: terahertz frequencies, open resonator, rectangular waveguide, oscillation excitation efficiency, summation of powersManuscript submitted 28.08.2016Radio phys. radio astron. 2017, 22(1): 67-77 REFERENCES1. SIEGEL, PETER H., 2002. Terahertz Technology. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. vol. 50, no. 3, pp. 910–928. DOI: https://doi.org/10.1109/22.989974 2. SITNIKOV, A. G., MIKHAILOV, V. M. and TELMINOV, A. E., 2009. Terahertz radiation: application in molecular spectroscopy and sources of molecular radiation. Optika atmosfery i okeana. vol. 22, no. 11, pp. 1092–1098 (in Russian). 3. POPOVIC, Z. and GROSSMAN, E. N., 2011. THz metrology and instrumentation. IEEE Trans. THz Sci. Technol. vol. 1, no. 1, pp. 133–144. DOI: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2011.2159553 4. KULIPANOV, G. N., 2010. Generation and application of terahertz radiation: history and perspective. Vestnik Novosibirsk State University. Series: Physics. vol. 5, is. 4, pp. 24–27 (in Russian). 5. SVETLITZA, A., SLAVENKO, M., BLANK, T., BROUK, I., STOLYAROVA, S. and NEMIROVSKY, Y., 2014. THz Measurements and Calibration Based on a Blackbody Source. IEEE Trans. THz Sci. Technol. vol. 4, no. 3, pp. 347–359. DOI: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2014.2309003 6. KARUSHKIN, N. F., KASATKIN, L. V. and MALTSEV, S. B., 2006. Experience in Development of High Power IMPATT Diode Sources for MM-Wave Range. In: 16th International Crimean conference on Microwave and telecommunication technology CriMiCo'06 Proceedings. 11-15 Sept. 2006. Sevastopol, Ukraine, vol. 1, pp. 135–137 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.1109/CRMICO. 2006.256331 7. ISAEV, V. M., KABANOV, I. N., KOMAROV, V. V. and MESANOV, V. P., 2014. Modern radio-electronic systems of terahertz frequency range. Proceedings of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics. no. 4 (34), pp. 5–21 (in Russian). 8. BORODKIN, A. I., BULGAKOV, B. M., MATVEEVA, V. A., RODIONOV, A. V., SMORODIN, V. V. and SHESTOPALOV, V. P., 1979. Semiconductor generator of millimeter range with quasi-optical resonator system. Pis'ma Zh. Tekh. Fiz. vol. 5, is. 5, pp. 285–288 (in Russian). 9. OVECHKIN, S. M., REBROV, S. I., SAZONOV, V. P., SINITSYN, V. V. and TAGER, A. S., 1984. Addition of power of Gunn diodes in open microwave resonator. Pis'ma Zh. Tekh. Fiz. vol. 10, is. 6, pp. 367–370 (in Russian). 10. MIZUNO, K., AJIKATA, T., HIEDA, M. and NAKAYAMA, M., 1988. Quasi-optical resonator for millimetre and submillimetre wave solid-state sources. Electron. Lett. vol. 24, no. 13, pp. 791–793. DOI: https://doi.org/10.1049/el:19880538 11. JONGSUCK B., ABURAKAWA Y., KONDO H., TANAKA T. and MIZUNO, K., 1993. Millimeter and submillimeter wave quasi-optical oscillator with Gunn diodes. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. vol. 41, no. 10, pp. 1851–1855. DOI: https://doi.org/10.1109/22.247932 12. JUDASCHKE, R., HÖFT M. and SCHÜNEMANN, K., 2005. Quasi-optical 150-GHz power combining oscillator. IEEE Microw. Compon. Lett. vol. 15, no. 5, pp. 300–302. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2005.847660 13. DVORNIKOV, A. A. and UTKIN, G. M., 1974. Addition of power of many oscillators. Radiotekhnika i Elektronika. vol. 19, no. 3, pp. 550–559 (in Russian). 14. TYAGI, R. K. and SINGH, D., 1996. Quasi-optical resonator for power combining at W-band. Int. J. Infrared Millim. Waves. vol. 17, no. 2., pp. 385–391. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02088161 15. ARKHIPOV, A. V., BELOUS, O. I., BULGAKOV, B. M. and FISUN, A. I., 2002. Millimeterwave power combiner based on a half-open resonator. Int. J. Infrared Millim. Waves. vol. 23, no. 3, pp. 507–516. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1015054124268 16. KUZMICHEV, I. K. and KHLOPOV, G. I., 1989. Matched excitation of the quasi-optical open resonators. In: Kvaziopticheskaya tekhnika mm i submm diapazonov. Kharkov, Ukraine: IRE AN USSR Publ. pp. 149–156 (in Russian). 17. VERTIY, A. A., DERKACH, V. N., POPENKO, N. A. and SHESTOPALOV, V. P., 1978. Experimental investigation of characteristics of the open resonators in the cylindrical cladding. Ukrainskii fizicheskii zhurnal. vol. 23, no. 10, pp. 1666–1672 (in Russian). 18. ANDROSOV, V. P. and KUZMICHEV, I. K., 1987. Influence on excitation efficiency of the open resonator of its parameters and connection with a waveguide. Kharkov, Ukraine: IRE AN UkSSR. Preprint no. 354 (in Russian). 19. KUZMICHEV, I. K., 2000. Matching of quasioptical open resonators with waveguide feeders. Radiophys. Quantum Electron. vol. 43, is. 4, pp. 294–302. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02677194 20. VAINSHTEIN, L. A., 1988. Electromagnetic waves. Moscow, USSR: Radio i Svyaz' Publ. (in Russian). 21. KOGELNIK, H., 1964. Coupling and convertion coefficients for optical modes. In: Quasi-Optics. Symposium on Quasi-Optics Proceedings. Brooklyn, NY: Polytechnic Press, pp. 333–347. 22. BURSHTEIN, E. L., 1958. Power of non-planar waves received by an antenna. Radiotekhnika i Elektronika. vol. 3, no. 2, pp. 186–189 (in Russian). 23. KAY, A. F., 1960. Near-Field Gain of Aperture Antennas. IRE Trans. Antennas Propag. vol. 8, no. 6, pp. 586–593. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1960.1144905 24. KUZMICHEV, I. K., 2009. Exitation efficiency of quasioptical resonance systems. Telecommun. Radio Eng. vol. 68, no. 1, pp. 49–63. DOI: https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v68.i1.30 25. DELISIO, M. P. and YORK, R. A., 2002. Quasi-Optical and Spatial Power Combining. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. vol. 50, no. 3, pp. 929–936. DOI: https://doi.org/10.1109/22.989975 26. VOLMAN, V. I. and PIMENOV, Y. V., 1971. Technical electrodynamics. Moscow, USSR: Svyaz' Publ. (in Russian). 27. SVELTO, O., 1990. Principles of lasers. Moscow, USSR: Mir Publ. (in Russian). 28. KUZMICHEV, I. K., 1991. Aperture excitation of the open resonators in the millimeter range: PhD. thesis ed. Rostov State University (in Russian). 29. SHESTOPALOV, V. P., KIRILENKO, A. A., MASALOV, S. A. and SIRENKO, Y. K., 1986. Resonance wave scattering. Vol. 1. Diffraction Gratings. Kyiv, Ukraine: Naukova Dumka Publ. (in Russian). 30. VAINSHTEIN, L. A., 1963. On the electrodynamic theory of gratings. Part 1. In: Elektronika bol'shikh moshchnostey. Moscow, USSR: USSR Academy of Sciences Publ. House. no. 2, pp. 26–56 (in Russian). |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1259 |
| work_keys_str_mv |
AT kuzmichevik openresonatorforsummationofpowersinsubterahertzandterahertzfrequencies AT yeryomkavd openresonatorforsummationofpowersinsubterahertzandterahertzfrequencies AT mayav openresonatorforsummationofpowersinsubterahertzandterahertzfrequencies AT troshchiloas openresonatorforsummationofpowersinsubterahertzandterahertzfrequencies AT kuzmichevik otkrytyjrezonatordlâsloženiâmoŝnostejvsubteragercevomiteragercevomdiapazonah AT yeryomkavd otkrytyjrezonatordlâsloženiâmoŝnostejvsubteragercevomiteragercevomdiapazonah AT mayav otkrytyjrezonatordlâsloženiâmoŝnostejvsubteragercevomiteragercevomdiapazonah AT troshchiloas otkrytyjrezonatordlâsloženiâmoŝnostejvsubteragercevomiteragercevomdiapazonah AT kuzmichevik vídkritijrezonatordlâskladannâpotužnostejvsubteragercovomuíteragercovomudíapazonah AT yeryomkavd vídkritijrezonatordlâskladannâpotužnostejvsubteragercovomuíteragercovomudíapazonah AT mayav vídkritijrezonatordlâskladannâpotužnostejvsubteragercovomuíteragercovomudíapazonah AT troshchiloas vídkritijrezonatordlâskladannâpotužnostejvsubteragercovomuíteragercovomudíapazonah |
| first_indexed |
2024-05-26T06:29:10Z |
| last_indexed |
2024-05-26T06:29:10Z |
| _version_ |
1800358359098982400 |
| spelling |
oai:ri.kharkov.ua:article-12592020-06-09T10:35:57Z OPEN RESONATOR FOR SUMMATION OF POWERS IN SUB-TERAHERTZ AND TERAHERTZ FREQUENCIES ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ МОЩНОСТЕЙ В СУБТЕРАГЕРЦЕВОМ И ТЕРАГЕРЦЕВОМ ДИАПАЗОНАХ ВІДКРИТИЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ СКЛАДАННЯ ПОТУЖНОСТЕЙ В СУБТЕРАГЕРЦОВОМУ І ТЕРАГЕРЦОВОМУ ДІАПАЗОНАХ Kuz’michev, I. K. Yeryomka, V. D. Маy, A. V. Troshchilo, A. S. terahertz frequencies; open resonator; rectangular waveguide; oscillation excitation efficiency; summation of powers терагерцевый диапазон; открытый резонатор; прямоугольный волновод; эффективность возбуждения колебаний; сложение мощностей терагерцовий діапазон; відкритий резонатор; прямокутний хвилевід; ефективність збудження коливань; складання потужностей PACS number: 07.57.-c Purpose: Study of excitation features for the first higher axialasymmetric type oscillations in an open resonator connected into the waveguide transmission line.Design/methodology/approach: To determine the efficiency of higher oscillation excitation in the resonator by using the highest wave of a rectangular waveguide, the coefficient of the antenna surface utilization is used. The coefficient of reflection from the open resonator is determined by the known method of summation of the partial coefficients of reflection from the resonant system.Findings: The excitation efficiency of the first higher axial asymmetric type TEM10q oscillations in an open resonator connected into the waveguide transmission line, using the TE20 type wave, is considered. The research efforts were made with accounting for the electromagnetic field vector nature. It is shown that for certain sizes of exciting coupler the excitation efficiency of the working excitation is equal to 0.867. Besides, this resonant system has a single frequency response within a wide band of frequencies. Due to this, it can be applied for summation of powers for individual sources of oscillations. Since this resonant system allows separating the matching functions as to the field and coupling, it is possible to provide any prescribed coupling of sources with a resonant volume. For this purpose, one-dimensional diffraction gratings (E-polarization) are used.Conclusions: With the matched excitation of axially asymmetric modes of oscillations the resonant system has an angular and frequency spectrum selection that is of great practical importance for powers summation. By application of one-dimensional diffraction gratings (E-polarization), located in apertures of coupling elements, the active elements can be matched with the resonant volume.Keywords: terahertz frequencies, open resonator, rectangular waveguide, oscillation excitation efficiency, summation of powersManuscript submitted 28.08.2016Radio phys. radio astron. 2017, 22(1): 67-77 REFERENCES1. SIEGEL, PETER H., 2002. Terahertz Technology. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. vol. 50, no. 3, pp. 910–928. DOI: https://doi.org/10.1109/22.989974 2. SITNIKOV, A. G., MIKHAILOV, V. M. and TELMINOV, A. E., 2009. Terahertz radiation: application in molecular spectroscopy and sources of molecular radiation. Optika atmosfery i okeana. vol. 22, no. 11, pp. 1092–1098 (in Russian). 3. POPOVIC, Z. and GROSSMAN, E. N., 2011. THz metrology and instrumentation. IEEE Trans. THz Sci. Technol. vol. 1, no. 1, pp. 133–144. DOI: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2011.2159553 4. KULIPANOV, G. N., 2010. Generation and application of terahertz radiation: history and perspective. Vestnik Novosibirsk State University. Series: Physics. vol. 5, is. 4, pp. 24–27 (in Russian). 5. SVETLITZA, A., SLAVENKO, M., BLANK, T., BROUK, I., STOLYAROVA, S. and NEMIROVSKY, Y., 2014. THz Measurements and Calibration Based on a Blackbody Source. IEEE Trans. THz Sci. Technol. vol. 4, no. 3, pp. 347–359. DOI: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2014.2309003 6. KARUSHKIN, N. F., KASATKIN, L. V. and MALTSEV, S. B., 2006. Experience in Development of High Power IMPATT Diode Sources for MM-Wave Range. In: 16th International Crimean conference on Microwave and telecommunication technology CriMiCo'06 Proceedings. 11-15 Sept. 2006. Sevastopol, Ukraine, vol. 1, pp. 135–137 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.1109/CRMICO. 2006.256331 7. ISAEV, V. M., KABANOV, I. N., KOMAROV, V. V. and MESANOV, V. P., 2014. Modern radio-electronic systems of terahertz frequency range. Proceedings of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics. no. 4 (34), pp. 5–21 (in Russian). 8. BORODKIN, A. I., BULGAKOV, B. M., MATVEEVA, V. A., RODIONOV, A. V., SMORODIN, V. V. and SHESTOPALOV, V. P., 1979. Semiconductor generator of millimeter range with quasi-optical resonator system. Pis'ma Zh. Tekh. Fiz. vol. 5, is. 5, pp. 285–288 (in Russian). 9. OVECHKIN, S. M., REBROV, S. I., SAZONOV, V. P., SINITSYN, V. V. and TAGER, A. S., 1984. Addition of power of Gunn diodes in open microwave resonator. Pis'ma Zh. Tekh. Fiz. vol. 10, is. 6, pp. 367–370 (in Russian). 10. MIZUNO, K., AJIKATA, T., HIEDA, M. and NAKAYAMA, M., 1988. Quasi-optical resonator for millimetre and submillimetre wave solid-state sources. Electron. Lett. vol. 24, no. 13, pp. 791–793. DOI: https://doi.org/10.1049/el:19880538 11. JONGSUCK B., ABURAKAWA Y., KONDO H., TANAKA T. and MIZUNO, K., 1993. Millimeter and submillimeter wave quasi-optical oscillator with Gunn diodes. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. vol. 41, no. 10, pp. 1851–1855. DOI: https://doi.org/10.1109/22.247932 12. JUDASCHKE, R., HÖFT M. and SCHÜNEMANN, K., 2005. Quasi-optical 150-GHz power combining oscillator. IEEE Microw. Compon. Lett. vol. 15, no. 5, pp. 300–302. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2005.847660 13. DVORNIKOV, A. A. and UTKIN, G. M., 1974. Addition of power of many oscillators. Radiotekhnika i Elektronika. vol. 19, no. 3, pp. 550–559 (in Russian). 14. TYAGI, R. K. and SINGH, D., 1996. Quasi-optical resonator for power combining at W-band. Int. J. Infrared Millim. Waves. vol. 17, no. 2., pp. 385–391. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02088161 15. ARKHIPOV, A. V., BELOUS, O. I., BULGAKOV, B. M. and FISUN, A. I., 2002. Millimeterwave power combiner based on a half-open resonator. Int. J. Infrared Millim. Waves. vol. 23, no. 3, pp. 507–516. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1015054124268 16. KUZMICHEV, I. K. and KHLOPOV, G. I., 1989. Matched excitation of the quasi-optical open resonators. In: Kvaziopticheskaya tekhnika mm i submm diapazonov. Kharkov, Ukraine: IRE AN USSR Publ. pp. 149–156 (in Russian). 17. VERTIY, A. A., DERKACH, V. N., POPENKO, N. A. and SHESTOPALOV, V. P., 1978. Experimental investigation of characteristics of the open resonators in the cylindrical cladding. Ukrainskii fizicheskii zhurnal. vol. 23, no. 10, pp. 1666–1672 (in Russian). 18. ANDROSOV, V. P. and KUZMICHEV, I. K., 1987. Influence on excitation efficiency of the open resonator of its parameters and connection with a waveguide. Kharkov, Ukraine: IRE AN UkSSR. Preprint no. 354 (in Russian). 19. KUZMICHEV, I. K., 2000. Matching of quasioptical open resonators with waveguide feeders. Radiophys. Quantum Electron. vol. 43, is. 4, pp. 294–302. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02677194 20. VAINSHTEIN, L. A., 1988. Electromagnetic waves. Moscow, USSR: Radio i Svyaz' Publ. (in Russian). 21. KOGELNIK, H., 1964. Coupling and convertion coefficients for optical modes. In: Quasi-Optics. Symposium on Quasi-Optics Proceedings. Brooklyn, NY: Polytechnic Press, pp. 333–347. 22. BURSHTEIN, E. L., 1958. Power of non-planar waves received by an antenna. Radiotekhnika i Elektronika. vol. 3, no. 2, pp. 186–189 (in Russian). 23. KAY, A. F., 1960. Near-Field Gain of Aperture Antennas. IRE Trans. Antennas Propag. vol. 8, no. 6, pp. 586–593. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1960.1144905 24. KUZMICHEV, I. K., 2009. Exitation efficiency of quasioptical resonance systems. Telecommun. Radio Eng. vol. 68, no. 1, pp. 49–63. DOI: https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v68.i1.30 25. DELISIO, M. P. and YORK, R. A., 2002. Quasi-Optical and Spatial Power Combining. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. vol. 50, no. 3, pp. 929–936. DOI: https://doi.org/10.1109/22.989975 26. VOLMAN, V. I. and PIMENOV, Y. V., 1971. Technical electrodynamics. Moscow, USSR: Svyaz' Publ. (in Russian). 27. SVELTO, O., 1990. Principles of lasers. Moscow, USSR: Mir Publ. (in Russian). 28. KUZMICHEV, I. K., 1991. Aperture excitation of the open resonators in the millimeter range: PhD. thesis ed. Rostov State University (in Russian). 29. SHESTOPALOV, V. P., KIRILENKO, A. A., MASALOV, S. A. and SIRENKO, Y. K., 1986. Resonance wave scattering. Vol. 1. Diffraction Gratings. Kyiv, Ukraine: Naukova Dumka Publ. (in Russian). 30. VAINSHTEIN, L. A., 1963. On the electrodynamic theory of gratings. Part 1. In: Elektronika bol'shikh moshchnostey. Moscow, USSR: USSR Academy of Sciences Publ. House. no. 2, pp. 26–56 (in Russian). УДК 621.375.4PACS number: 07.57.-c Предмет и цель работы: исследование особенностей возбуждения первого высшего аксиально-несимметричного типа колебаний в открытом резонаторе, включенном в волноводную линию передачи.Методы и методология: Для определения эффективности возбуждения высшего колебания в резонаторе с помощью высшей волны прямоугольного волновода используется коэффициент использования поверхности антенны. Коэффициент отражения от открытого резонатора определяется с помощью известного метода суммирования парциальных коэффициентов отражения от резонансной системы.Результаты: Рассмотрена эффективность возбуждения первого высшего аксиально-несимметричного типа колебаний TEM10q в открытом резонаторе, включенном в волноводную линию передачи, с помощью волны TE20. Исследования проведены с учетом векторного характера электромагнитного поля. Показано, что при определенных размерах возбуждающего элемента связи эффективность возбуждения рабочего колебания составляет 0.867. При этом резонансная система обладает одночастотным откликом в широкой полосе частот. Благодаря этому она может быть применена для сложения мощностей отдельных источников колебаний. Поскольку такая резонансная система позволяет разделить функции согласования по полю и по связи, можно обеспечить любую наперед заданную связь источников с резонансным объемом. Для этого используются одномерные дифракционные решетки (случай Е-поляризации).Заключение: При согласованном возбуждении аксиально-несимметричных типов колебаний резонансная система обладает угловой и частотной селекцией спектра, что имеет большое практическое значение для сложения мощностей. С помощью одномерных дифракционных решеток (случай Е-поляризации), располагаемых в раскрывах элементов связи, можно согласовать активные элементы с резонансным объемом.Ключевые слова: терагерцевый диапазон, открытый резонатор, прямоугольный волновод, эффективность возбуждения колебаний, сложение мощностейСтатья поступила в редакцию 28.08.2016Radio phys. radio astron. 2017, 22(1): 67-77СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Siegel Peter H. Terahertz Technology // IEEE Trans. Microw.Theory Tech. – 2002. – Vol. 50, No. 3. – P. 910–928. https://doi.org/10.1109/22.9899742. Ситников А. Г., Михайлов В. М., Тельминов А. Е. Терагерцовое излучение: применение в молекулярной спектроскопии и источники молекулярного излучения //Оптика атмосферы и океана. – 2009. – Т. 22, № 11. – С. 1092–1098.3. Popovic Z. and Grossman E. N. THz metrology and instrumentation// IEEE Trans. THz Sci. Technol. – 2011. – Vol. 1, No. 1. – P. 133–144. DOI: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2011.21595534. Кулипанов Г. Н. Генерация и использование терагерцового излучения: история и перспективы // Вестн. НГУ.Сер.: Физика. – 2010. – Т. 5, № 4. – С. 24–27.5. Svetlitza A., Slavenko M., Blank T., Brouk I., Stolyarova S.,and Nemirovsky Y. THz Measurements and CalibrationBased on a Blackbody Source // IEEE Trans. THz Sci.Technol. – 2014. – Vol. 4, No. 3. – P. 347–359. DOI: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2014.23090036. Карушкин Н. Ф., Касаткин Л. В., Мальцев С. Б. Опытразработки мощных импульсных источников мощностимиллиметрового диапазона волн на ЛПД // Труды 16-йМеждународной Крымской конференция “СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии”. – Севастополь(Украина). – 2006. – Т. 1. – С. 135–137.7. Исаев В. М., Кабанов И. Н., Комаров В. В., Мещанов В. П.Современные радиоэлектронные системы терагерцового диапазона // Доклады Томского госуд. ун-та системуправления и радиоэлектроники (ТУСУР). – 2014. –№ 4 (34). – С. 5–21.8. Бородкин А. И., Булгаков Б. М., Матвеева В. А., Родионов А. В., Смородин В. В., Шестопалов В. П. Полупроводниковый генератор миллиметрового диапазона с квазиоптической резонаторной системой // Письма в ЖТФ. –1979. – Т. 5, вып. 5. – С. 285–288.9. Овечкин С. М., Ребров С. И., Сазонов В. П., Синицын В. В., Тагер А. С. Сложение мощностей диодовГанна в открытом СВЧ резонаторе // Письма в ЖТФ. –1984. – Т. 10, вып. 6. – С. 367–370.10. Mizuno K., Ajikata T., Hieda M., and Nakayama M. Quasioptical resonator for millimetre and submillimetre wavesolid-state sources // Electron. Lett. – 1988. – Vol. 24,No. 13. – P. 791–793. DOI: https://doi.org/10.1049/el:1988053811. Jongsuck B., Aburakawa Y., Kondo H., Tanaka T., andMizuno K. Millimeter and submillimeter wave quasi-opticaloscillator with Gunn diodes // IEEE Trans. Microw.Theory Tech. – 1993. – Vol. 41, No. 10. – P. 1851–1855.DOI: https://doi.org/10.1109/22.24793212. Judaschke R., Höft M., and Schünemann K. Quasi-optical150-GHz power combining oscillator // IEEE Microw.Compon. Lett. – 2005. – Vol. 15, No. 5. – P. 300–302. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2005.84766013. Дворников А. А., Уткин Г. М. О сложении мощностеймногих автогенераторов // Радиотехника и электроника. –1974. – Т. 19, № 3. – С. 550–559.14. Tyagi R. K. and Singh D. Quasi-optical resonator for powercombining at W-band // Int. J. Infrared Millim. Waves. –1996. – Vol. 17, No. 2. – P. 385–391. DOI: https://doi.org/10.1007/BF0208816115. Arkhipov A. V., Belous O. I., Bulgakov B. M., and Fisun A. I.Millimeter wave power combiner based on a half-openresonator // Int. J. Infrared Millim. Waves. – 2002. – Vol. 23,No. 3. – P. 507–516. DOI: https://doi.org/10.1023/A:101505412426816. Кузьмичев И. К., Хлопов Г. И. Согласованное возбуждение квазиоптических открытых резонаторов // Квазиоптическая техника мм и субмм диапазонов волн:Сб. науч. трудов. – Харьков: ИРЭ АН УССР, 1989. –С. 149–156.17. Вертий А. А., Деркач В. Н., Попенко Н. А., Шестопалов В. П. Экспериментальное исследование характеристик открытых резонаторов в цилиндрических оболочках // Украинский физический журнал. – 1978. –Т. 23, № 10. – С. 1666–1672.18. Андросов В. П., Кузьмичев И. К. Влияние на эффективность возбуждения открытого резонатора его параметров и связи с волноводом. – Харьков, 1987. – 30 с. –(Препринт / Ин-т радиофизики и электроники АН УССР;№ 354).19. Кузьмичев И. К. Согласование квазиоптических открытых резонаторов с волноводной линией передачи // Изв.вузов. Радиофизика. – 2000. – Т. 43, № 4. – С. 325–334.20. Вайнштейн Л. А. Электромагнитные волны. – М.:Радио и связь, 1988. – 440 с.21. Когельник Х. Коэффициенты связи и коэффициентыпреобразования волн в оптических системах / Квазиоптика / Пер. с англ. и нем. под ред. Б. З. Каценеленбаума и В. В. Шевченко. – М.: Мир, 1966. – С. 210–225.22. Бурштейн Э. Л. О мощности, принимаемой антеннойпри падении на нее неплоской волны // Радиотехникаи электроника. – 1958. – Т. 3, № 2. – С. 186–189.23. Kay A. F. Near-Field Gain of Aperture Antennas //IRE Trans. Antennas Propag. – 1960. – Vol. 8, No. 6. –P. 586–593. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1960.114490524. Kuzmichev I. K. Exitation efficiency of quasioptical resonancesystems // Telecommunications and Radio Engineering.– 2009. – Vol. 68, No. 1. – P. 49-63. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v68.i1.3025. DeLisio M. P. and York R. A. Quasi-Optical and SpatialPower Combining // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. –2002. – Vol. 50, No. 3. – P. 929–936. DOI: https://doi.org/10.1109/22.98997526. Вольман В. И., Пименов Ю. В. Техническая электродинамика / Под ред. Б. З. Айзенберга. – М.: Связь,1971. – 488 с.27. Звелто О. Принципы лазеров / Пер. с англ. под ред.Т. А. Шмаонова. – М.: Мир, 1990. – 558 с.28. Кузьмичев И. К. Апертурное возбуждение открытыхрезонаторов миллиметрового диапазона: Автореф. дис…канд. физ.-мат. наук: 01.04.03. – Ростов-на-Дону: РГУ,1991. – 16 с.29. Шестопалов В. П., Кириленко А. А., Масалов С. А.,Сиренко Ю. К. Резонансное рассеяние волн. Том 1. Дифракционные решетки. – Киев: Наукова думка, 1986. –232 с.30. Вайнштейн Л. А. К электродинамической теории решеток. Часть 1. // Электроника больших мощностей. –М.: Изд. АН СССР, 1963. – Вып. 2. – С. 26–56. УДК 621.375.4PACS number: 07.57.-c Предмет і мета роботи: дослідження особливостей збудження першого вищого аксіально-несиметричного типу коливань у відкритому резонаторі, включеному в хвилеводну лінію передачі.Методи та методологія: Для визначення ефективності збудження вищого коливання в резонаторі за допомогою вищої хвилі прямокутного хвилеводу використовується коефіцієнт використання поверхні антени. Коефіцієнт відбиття від відкритого резонатора визначається за допомогою відомого методу підсумовування парціальних коефіцієнтів відбиття від резонансної системи.Результати: Розглянуто ефективність збудження першого вищого аксіально-несиметричного типу коливань TEM10q у відкритому резонаторі, включеному в хвилеводну лінію передачі, за допомогою хвилі TE20. Дослідження виконано з урахуванням векторного характеру електромагнітного поля. Показано, що за певних розмірів збуджувального елементу зв’язку ефективність збудження робочого коливання складає 0.867. При цьому резонансна система має одночастотний відгук у широкій смузі частот. Завдяки цьому вона може бути застосована для складання потужностей окремих джерел коливань. Оскільки така резонансна система дозволяє розділити функції узгодження за полем та за зв’язком, можна забезпечити будь-який наперед заданий зв’язок джерел з резонансним об’ємом. Для цього використовуються одновимірні дифракційні решітки (випадокЕ-поляризації).Висновки: При погодженому збудженні аксіально-несиметричних типів коливань резонансна система має кутову і частотну селекцію спектру, що має велике практичне значення для складання потужностей. За допомогою одновимірних дифракційних решіток (випадок Е-поляризації), розташованих у розкривах елементів зв’язку, можна погоджувати активні елементи з резонансним об’ємом.Ключові слова: терагерцовий діапазон, відкритий резонатор, прямокутний хвилевід, ефективність збудження коливань, складання потужностейСтаття надійшла до редакції 28.08.2016Radio phys. radio astron. 2017, 22(1): 67-77СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ1. Siegel Peter H. Terahertz Technology // IEEE Trans. Microw.Theory Tech. – 2002. – Vol. 50, No. 3. – P. 910–928. https://doi.org/10.1109/22.9899742. Ситников А. Г., Михайлов В. М., Тельминов А. Е. Терагерцовое излучение: применение в молекулярной спектроскопии и источники молекулярного излучения //Оптика атмосферы и океана. – 2009. – Т. 22, № 11. – С. 1092–1098.3. Popovic Z. and Grossman E. N. THz metrology and instrumentation// IEEE Trans. THz Sci. Technol. – 2011. – Vol. 1, No. 1. – P. 133–144. DOI: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2011.21595534. Кулипанов Г. Н. Генерация и использование терагерцового излучения: история и перспективы // Вестн. НГУ.Сер.: Физика. – 2010. – Т. 5, № 4. – С. 24–27.5. Svetlitza A., Slavenko M., Blank T., Brouk I., Stolyarova S.,and Nemirovsky Y. THz Measurements and CalibrationBased on a Blackbody Source // IEEE Trans. THz Sci.Technol. – 2014. – Vol. 4, No. 3. – P. 347–359. DOI: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2014.23090036. Карушкин Н. Ф., Касаткин Л. В., Мальцев С. Б. Опытразработки мощных импульсных источников мощностимиллиметрового диапазона волн на ЛПД // Труды 16-йМеждународной Крымской конференция “СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии”. – Севастополь(Украина). – 2006. – Т. 1. – С. 135–137.7. Исаев В. М., Кабанов И. Н., Комаров В. В., Мещанов В. П.Современные радиоэлектронные системы терагерцового диапазона // Доклады Томского госуд. ун-та системуправления и радиоэлектроники (ТУСУР). – 2014. –№ 4 (34). – С. 5–21.8. Бородкин А. И., Булгаков Б. М., Матвеева В. А., Родионов А. В., Смородин В. В., Шестопалов В. П. Полупроводниковый генератор миллиметрового диапазона с квазиоптической резонаторной системой // Письма в ЖТФ. –1979. – Т. 5, вып. 5. – С. 285–288.9. Овечкин С. М., Ребров С. И., Сазонов В. П., Синицын В. В., Тагер А. С. Сложение мощностей диодовГанна в открытом СВЧ резонаторе // Письма в ЖТФ. –1984. – Т. 10, вып. 6. – С. 367–370.10. Mizuno K., Ajikata T., Hieda M., and Nakayama M. Quasioptical resonator for millimetre and submillimetre wavesolid-state sources // Electron. Lett. – 1988. – Vol. 24,No. 13. – P. 791–793. DOI: https://doi.org/10.1049/el:1988053811. Jongsuck B., Aburakawa Y., Kondo H., Tanaka T., andMizuno K. Millimeter and submillimeter wave quasi-opticaloscillator with Gunn diodes // IEEE Trans. Microw.Theory Tech. – 1993. – Vol. 41, No. 10. – P. 1851–1855.DOI: https://doi.org/10.1109/22.24793212. Judaschke R., Höft M., and Schünemann K. Quasi-optical150-GHz power combining oscillator // IEEE Microw.Compon. Lett. – 2005. – Vol. 15, No. 5. – P. 300–302. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2005.84766013. Дворников А. А., Уткин Г. М. О сложении мощностеймногих автогенераторов // Радиотехника и электроника. –1974. – Т. 19, № 3. – С. 550–559.14. Tyagi R. K. and Singh D. Quasi-optical resonator for powercombining at W-band // Int. J. Infrared Millim. Waves. –1996. – Vol. 17, No. 2. – P. 385–391. DOI: https://doi.org/10.1007/BF0208816115. Arkhipov A. V., Belous O. I., Bulgakov B. M., and Fisun A. I.Millimeter wave power combiner based on a half-openresonator // Int. J. Infrared Millim. Waves. – 2002. – Vol. 23,No. 3. – P. 507–516. DOI: https://doi.org/10.1023/A:101505412426816. Кузьмичев И. К., Хлопов Г. И. Согласованное возбуждение квазиоптических открытых резонаторов // Квазиоптическая техника мм и субмм диапазонов волн:Сб. науч. трудов. – Харьков: ИРЭ АН УССР, 1989. –С. 149–156.17. Вертий А. А., Деркач В. Н., Попенко Н. А., Шестопалов В. П. Экспериментальное исследование характеристик открытых резонаторов в цилиндрических оболочках // Украинский физический журнал. – 1978. –Т. 23, № 10. – С. 1666–1672.18. Андросов В. П., Кузьмичев И. К. Влияние на эффективность возбуждения открытого резонатора его параметров и связи с волноводом. – Харьков, 1987. – 30 с. –(Препринт / Ин-т радиофизики и электроники АН УССР;№ 354).19. Кузьмичев И. К. Согласование квазиоптических открытых резонаторов с волноводной линией передачи // Изв.вузов. Радиофизика. – 2000. – Т. 43, № 4. – С. 325–334.20. Вайнштейн Л. А. Электромагнитные волны. – М.:Радио и связь, 1988. – 440 с.21. Когельник Х. Коэффициенты связи и коэффициентыпреобразования волн в оптических системах / Квазиоптика / Пер. с англ. и нем. под ред. Б. З. Каценеленбаума и В. В. Шевченко. – М.: Мир, 1966. – С. 210–225.22. Бурштейн Э. Л. О мощности, принимаемой антеннойпри падении на нее неплоской волны // Радиотехникаи электроника. – 1958. – Т. 3, № 2. – С. 186–189.23. Kay A. F. Near-Field Gain of Aperture Antennas //IRE Trans. Antennas Propag. – 1960. – Vol. 8, No. 6. –P. 586–593. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1960.114490524. Kuzmichev I. K. Exitation efficiency of quasioptical resonancesystems // Telecommunications and Radio Engineering.– 2009. – Vol. 68, No. 1. – P. 49-63. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v68.i1.3025. DeLisio M. P. and York R. A. Quasi-Optical and SpatialPower Combining // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. –2002. – Vol. 50, No. 3. – P. 929–936. DOI: https://doi.org/10.1109/22.98997526. Вольман В. И., Пименов Ю. В. Техническая электродинамика / Под ред. Б. З. Айзенберга. – М.: Связь,1971. – 488 с.27. Звелто О. Принципы лазеров / Пер. с англ. под ред.Т. А. Шмаонова. – М.: Мир, 1990. – 558 с.28. Кузьмичев И. К. Апертурное возбуждение открытыхрезонаторов миллиметрового диапазона: Автореф. дис…канд. физ.-мат. наук: 01.04.03. – Ростов-на-Дону: РГУ,1991. – 16 с.29. Шестопалов В. П., Кириленко А. А., Масалов С. А.,Сиренко Ю. К. Резонансное рассеяние волн. Том 1. Дифракционные решетки. – Киев: Наукова думка, 1986. –232 с.30. Вайнштейн Л. А. К электродинамической теории решеток. Часть 1. // Электроника больших мощностей. –М.: Изд. АН СССР, 1963. – Вып. 2. – С. 26–56. Видавничий дім «Академперіодика» 2017-03-14 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1259 10.15407/rpra22.01.067 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 22, No 1 (2017); 67 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 22, No 1 (2017); 67 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 22, No 1 (2017); 67 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra22.01 rus http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1259/pdf Copyright (c) 2017 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |