В. В. Бирюков, Т. В. Кожевникова, С. Г. Лобин

 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний Новгород, Россия)

Постановка проблемы. Неидеальность экранирующей поверхности является основным фактором, определяющим погонные потери направляющей электродинамической структуры. Она проявляется в конечности удельной проводимости материала и шероховатости экранирующей поверхности, определяемой качеством ее обработки. По мере повышения частоты требования к качеству обработки экранирующих поверхностей возрастают и оказываются соизмеримыми с технологическими возможностями, а шероховатость экранирующих поверхностей становится основным фактором, характеризующим погонные потери направляющей структуры.

Цель. Создать методику определения эффективной удельной проводимости шероховатой проводящей поверхности. Результаты. Предложен метод определения эффективной удельной проводимости шероховатой проводящей поверхности, основанный на представлении такой поверхности в виде слоистой структуры. Построен ориентированный граф структуры, рассчитана ее матрица рассеяния. Получены зависимости эффективной удельной проводимости шероховатой поверхности от размеров и профиля шероховатости и от частоты.

Практическая значимость. Применение предложенной методики позволяет задать требования к качеству обработки экранирующих поверхностей направляющих структур исходя из допустимого уровня затухания собственных волн. Полученные значения для эффективной проводимости шероховатой поверхности могут быть использованы в известных выражениях для погонных потерь или при моделировании различных направляющих структур в САПР.

Бирюков В.В., Кожевникова Т.В., Лобин С.Г. Определение эффективной удельной проводимости шероховатой проводящей поверхности // Антенны. 2021. № 2. С. 30–34. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202102-04

1. Ding R., Tsang L., Braunisch H. Random rough surface effects in waveguides using mode matching technique and the method of moments // IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology. 2012. V. 2. № 1. P. 140–148.
2. Бирюков В.В., Грачев В.А., Лобин С.Г. Круглый экранированный волновод с шероховатой внутренней поверхностью // Антенны. 2018. № 10. C. 54–59.
3. Gold G., Helmreich K. Surface impedance concept for modeling conductor roughness // IEEE MTT-S International Microwave Symposium. 2015. P. 1–4.
4. Hammerstad E., Jensen O. Accurate models for microstrip computer-aided design // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest. 1980. P. 407–409.
5. Huray P.G., et al. Multigigahertz causal transmission line modeling methodology using a 3-D hemispherical surface roughness approach // Microwave Theory and Techniques. 2007. V. 55. № 12. P. 2614–2624.
6. Huray P.G., et al. Impact of copper surface texture on loss: A model that works // DesignCon 2010 Proceedings. 2010. V. 1. P. 462–483.
7. Tsang L., Gu X., Braunisch H. Effects of random rough surface on absorption by conductors at microwave frequencies // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2006. V. 16. № 4. P. 221–223.
8. Бирюков В.В. Расчет потерь в прямоугольном волноводе с шероховатыми экранирующими поверхностями // Антенны. 2016. № 7. С. 53–57.
9. Gold G., Helmreich K., Lomakin K. Analytical waveguide model precisely predicting loss and delay including surface roughness // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2018. V. 66. № 6. P. 2649–2662.