РАДИОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА, 2004, том 49, № 4, с. 458-459
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
УДК 621.372
РЕЗОНАНСНОЕ ПРОПУСКАНИЕ ВОЛНЫ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ, СОДЕРЖАЩЕМ БЛИЗКОРАСПОЛОЖЕННЫЕ ДИАФРАГМЫ С НЕПЕРЕКРЫВАЮЩИМИСЯ ОТВЕРСТИЯМИ
© 2004 г. Д. А. Усанов, С. С. Горбатов
Поступила в редакцию 26.03.2001 г.
Обнаружено резонансное пропускание в прямоугольном волноводе, содержащем три близкорасположенные друг от друга емкостные диафрагмы. Показано, что усложнение формы отверстий в диафрагмах приводит к уширению резонансной кривой.
В работе [1] описано существование резонан-сов в системе полубесконечный волновод - емкостная диафрагма при расстоянии между коротко-замыкающей стенкой волновода и диафрагмой порядка сотых долей длины волны в волноводе.
Представляет интерес выяснение возможности создания такого рода систем не отражательного, как это описано в [11], а проходного типа. При исследованиях использована система из трех емкостных диафрагм, последовательно расположенных вдоль прямоугольного волновода, на расстояниях друг от друга, значительно меньших длины волны основного типа. Отверстия в диафрагмах располагались таким образом, чтобы центральная диафрагма как бы имитировала короткозамыкатель для волны основного типа. Если в передней диафрагме емкостное отверстие располагалось внизу, то в центральной - вверху, а в выходной - внизу.
Поскольку импеданс каждой диафрагмы имеет емкостный характер, а короткие отрезки волновода между диафрагмами могут быть представлены эквивалентными индуктивностями, можно ожидать, что зависимость потерь пропускания в волноводе, содержащем такую систему связанных контуров, будет иметь резонансный вид.
Измерения проводились в диапазоне частот 8.5...12.5 ГГц (канал волновода 23 х 10 мм). Толщина каждой диафрагмы составляла ~20 мкм, расстояния между диафрагмами устанавливали равными 800 мкм. Ширина отверстия диафрагмы 1.5 мм. Результаты измерений приведены на рис. 1, на вставке показаны форма и взаимное расположение диафрагм (1 - центральная диафрагма, 2 и 3 - входная и выходная диафрагмы соответственно). Как видно из рисунка, частотная зависимость потерь пропускания в предложенной системе имеет резонансный вид. Потери на частоте резонанса составляли 1.3 дБ. "Уширение" резонансной кривой в окрестности минимальных потерь пропускания может быть объяснено несовпаде-
нием резонансных частот отдельных контуров, образующих систему, и возбуждением ряда высших типов волн, влияющих на перенос энергии через нее.
Следует отметить, что при увеличении расстояния между диафрагмами до значений, сравнимых с длиной волны в волноводе, также можно получать аналогичные характеристики, однако при этом значительно увеличиваются габариты системы в целом.
Ь, дБ
20
10
10
11
ГГц
Рис. 1. Частотная зависимость потерь пропускания для системы из трех близкорасположенных емкостных диафрагм.
9
РЕЗОНАНСНОЕ ПРОПУСКАНИЕ ВОЛНЫ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ
459
Ь, дБ
9 10 11 ГГц
Рис. 2. Частотная зависимость потерь пропускания для системы из трех близкорасположенных диафрагм сложной формы.
Уширение резонансной кривой в окрестности минимальных потерь может быть еще большим, если заменить емкостные диафрагмы на диафрагмы с отверстием более сложной формы. Результаты измерений для такой системы приведены на рис. 2 (обозначения диафрагм 1 и 2,3 соответствуют приведенным на рис. 1). Толщина диафрагм составляла 20 мкм, расстояние между диафрагмами устанавливали равными 750 мкм, ширина отверстия а вдоль узкой стенки составляла 1.5 мм, вдоль широкой Ь - 0.8 мм.
Указанный эффект можно объяснить тем, что усложнение формы отверстия приводит к увеличению различия между резонансными частотами эквивалентных резонансных контуров, образующих систему. Следствием этого является расширение полосы пропускания системы.
Таким образом, показано, что в прямоугольных волноводах, содержащих систему близкорасположенных диафрагм с неперекрывающимися отверстиями, можно обеспечить прохождение волны с малыми потерями на резонансных частотах или в полосе частот. Полученные результаты могут быть использованы при конструировании малогабаритных полупроводниковых СВЧ-устройств.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Усанов Д.А., Горбатов С.С., Орлов В.Е., Ве-ниг С Б. // Письма в ЖТФ. 2000. Т. 26. № 18. С. 47.
РАДИОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА том 49 < 4 2004
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.