Музичишин Б. І. Відкриті коливальні системи для ефективного підсумовування потужностей у міліметровому діапазоні

Мета роботи полягає у встановленні фізичних особливостей і закономірностей збудження за допомогою зосереджених та апертурних елементів зв'язку у відкритих коливальних системах вищих аксіально-несиметричних і аксіально-симетричних типів коливань для ефективного підсумовування потужностей окремих джерел у резонансному обсязі. Об'єкт досліджень – фізичні процеси збудження, взаємодії та перетворення хвильових пучків у відкритих коливальних системах. Теоретичні та практичні результати. Виконано підбір хвилевідних елементів і створено експериментальний стенд для дослідження фізичних особливостей та закономірностей збудження коливань у відкритих коливальних системах. Проведено теоретичний аналіз ефективності збудження вищих аксіально-несиметричних та аксіально-симетричних типів коливань у відкритих коливальних системах. Проведені дослідження показали, що при збудженні коливань у резонаторі за допомогою апертурних елементів зв'язку, в розкриттях яких розташовані одновимірні Е-поляризовані дифракційні решітки з періодом l>0,1λ коефіцієнт підсумовування потужностей збільшується до 0,9. Новизна наукових результатів. Вперше запропоновано при дослідженні підсумовування потужностей двох джерел у ВР, в якому збуджується перший вищий аксіально-несиметричний тип коливань ТЕМ10q, використовувати хвилевідній Е-трійник. Вперше теоретично показано, що, розміщуючи густі одновимірні дротяні решітки (Е-поляризація) різного періоду l (0,1 мм, 0,2 мм, 0,3 мм) в розкривах апертурних елементів зв'язку, можна узгодити резонатор, в якому збуджується перший вищий аксіально-несиметричний тип коливань ТЕМ10q з хвилевідним трактом на частоті других гармонік діодів Ганна. Вперше показано, що з максимальною ефективністю, що дорівнює 0,955, хвиля ТЕ01 збуджується в круглому надрозмірному хвилеводі за допомогою внутрішнього кільця поля виродженого аксіально-симетричного типу коливань ТЕМ*11q. Вперше експериментально встановлено, що при збудженні у відкритій коливальній системі типів коливань за допомогою щілинних елементів зв'язку, виконаних на криволінійному відбивачі і зміщених до периферії дзеркал більше, ніж на дві довжини хвилі, в резонаторі збуджуються аксіально-симетричні типи коливань квазі–ТЕМ*11q та квазі–TEM*01q. Методи досліджень. Для вирішення поставлених у роботі завдань використано основні методи квазіоптики та відомі чисельні методи розв’язування задач електродинаміки. Зокрема метод розрахунку енергетичних характеристик антен у ближній зоні, метод пробного тіла. Ступінь упровадження. Результати роботи можуть бути використанні для побудови ефективних суматорів потужності в міліметровому діапазоні на основі відкритих коливальних систем із зосередженими й апертурними елементами зв'язку. Сфера використання. Запропоновану відкриту коливальну систему можна використовувати як суматор потужності. Результати досліджень щодо збудження у відкритих коливальних системах з відрізком круглого хвилеводу високодобротних типів коливань ТЕМ*11q дозволять використовувати таку резонансну систему для вимірювання резонансним методом електрофізичних параметрів речовин, що мають плоску або циліндричну форми.