Исследование экранированных слоистых феррит-диэлектрических радиальных волноводов с продольным подмагничиванием

Е. А. Михалицын; А. С. Раевский; А. Ю. Седаков

Исследование экранированных слоистых феррит-диэлектрических радиальных волноводов с продольным подмагничиванием

Е. А. Михалицын¹, А. С. Раевский², А. Ю. Седаков³

научная статья Страницы: 55-66

¹ аспирант, кафедра «Физика и техника оптической связи», Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева; инженер-исследователь 3-й кат., ФГУП «ФНПЦ НИИ измерительных систем им. Ю.Е. Седакова» (г. Нижний Новгород)
² д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой «Физика и техника оптической связи», Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
³ д.т.н., профессор, кафедра «Физика и техника оптической связи», Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева; директор ФГУП «ФНПЦ НИИ измерительных систем им. Ю.Е. Седакова» (г. Нижний Новгород)

Ключевые слова: гиродиэлектрический радиальный волновод внутреннее магнитное состояние феррита продольно неоднородное намагничивание частично намагниченный феррит неравномерная стратификация

Аннотация

Разработан быстродействующий и эффективный алгоритм расчета дисперсионных характеристик собственных волн экранированного плоскопараллельного радиального волновода с произвольным слоистым гиродиэлектрическим заполнением. Структура рассмотрена как базисная для целого ряда электродинамических задач СВЧ- и КВЧ-техники. Получено дисперсионное уравнение на основе метода частичных областей в замкнутой и компактной форме. Проведен расчет дисперсионных характеристик собственных волн наиболее интересных с практической точки зрения трехслойных радиально-направляющих структур: с ферритовым слоем, расположенным между двумя диэлектрическими, и диэлектрическим между двумя ферритовыми слоями. Проведено исследование влияния равномерного и неравномерного способов стратификации продольно неоднородно намагниченного ферритового слоя двухслойного гиродиэлектрического радиального волновода на точность расчета дисперсии собственных волн электродинамической структуры.

Для цитирования

Михалицын Е.А., Раевский А.С., Седаков А.Ю. Исследование экранированных слоистых феррит-диэлектрических радиальных волноводов с продольным подмагничиванием // Антенны. 2016. № 3. С. 55–66.

Список источников

Белов Ю.Г.Разработка и применение метода частичных областей для расчета функциональных узлов СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Дисс. - докт. техн. наук. Н. Новгород: НГТУ. 2004.
Wang C., Zaki K.A.Generalized multilayer anisotropic dielectric resonator // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 2000. V. 48. № 1. P. 60-66.
Krupka J. Resonant modes in shielded cylindrical ferrite and single-crystal dielectric resonators // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 1989. V. 37. № 4. P. 691-698.
Derzakowski K., Krupka J., Abramowicz A. Magnetically tunable dielectric resonators and filters // 34th European Microwave Conference. Amsterdam. 2004. P. 1121-1124.
Yung E.K., Chen R.S., Wu K., Wang D.X. Analysis and development of millimeter-wave waveguide-junction circulator with a ferrite sphere // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 1998. V. 46. № 11. P. 1721-1734.
Wu H.C., Dou W.B.Field structures of waveguide junction circulators with shaped ferrite simulated based on exact treatment // Progress In Electromagnetics Research. 2006. № 57. P. 33-54.
Абрамов В.П., Дмитриев В.А., Шелухин С.А. Невзаимные устройства на ферритовых резонаторах. М.: Радио и связь. 1989.
Седаков А.Ю.Методика расчета геометрической конфигурации ферритовых элементов волноводных переключателей бортовых РЛС КВЧ диапазона // Труды НГТУ. 2012. № 2 (95). С. 19-30.
Зоммерфельд А.Электродинамика. М.: ИЛ. 1958.
Kim H.D., Kirsanov I., Volobonev N.The new approach to designing W-band Y-junction circulator with small insertion loss // IEEE MTT-S Digest. 1988. P.637-639.
Михалицын Е.А., Раевский А.С., Седаков А.Ю. Два подхода к решению краевых задач о резонансных и направляющих структурах с гиротропным заполнением // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2015. № 2. С. 33-41.
Михалицын Е.А., Раевский А.С., Седаков А.Ю. Расчет и исследование дискретного спектра волн феррит-диэлектрического радиального волновода // Антенны. 2015. № 7. С. 70-78.
Веселов Г.И., Раевский С.Б. Слоистые металлодиэлектрические волноводы. М.: Радио и связь. 1988.
Малахов В.А., Раевский А.С., Раевский С.Б. О решении дисперсионных уравнений волн направляющих электродинамических структур на комплексных плоскостях волновых чисел // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2015. № 6. С. 1028-1038.
Бажилов В.А.Расчет и исследование цилиндрических экранированных СВЧ и КВЧ колебательных систем на основе диэлектрических резонаторов. Дисс. - канд. техн. наук. Н. Новгород: НГТУ. 2007.
Felsenand L.B., Marcuvitz N.Radiation and scattering of waves. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc. 1973.
Микаэлян А.Л.Теория и применение ферритов на сверхвысоких частотах. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1963.
Schloemann E.Microwave behavior of partially magnetized ferrites // J. Appl. Phys. 1970. V. 41. P. 204-214.
Green J., Sandy F.Microwave characterization of partially magnetized ferrites // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 1974. V. 22. № 6. P. 641-645.

[1] Белов Ю.Г.Разработка и применение метода частичных областей для расчета функциональных узлов СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Дисс. - докт. техн. наук. Н. Новгород: НГТУ. 2004.

[2] Wang C., Zaki K.A.Generalized multilayer anisotropic dielectric resonator // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 2000. V. 48. № 1. P. 60-66.

[3] Krupka J. Resonant modes in shielded cylindrical ferrite and single-crystal dielectric resonators // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 1989. V. 37. № 4. P. 691-698.

[4] Derzakowski K., Krupka J., Abramowicz A. Magnetically tunable dielectric resonators and filters // 34th European Microwave Conference. Amsterdam. 2004. P. 1121-1124.

[5] Yung E.K., Chen R.S., Wu K., Wang D.X. Analysis and development of millimeter-wave waveguide-junction circulator with a ferrite sphere // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 1998. V. 46. № 11. P. 1721-1734.

[6] Wu H.C., Dou W.B.Field structures of waveguide junction circulators with shaped ferrite simulated based on exact treatment // Progress In Electromagnetics Research. 2006. № 57. P. 33-54.

[7] Абрамов В.П., Дмитриев В.А., Шелухин С.А. Невзаимные устройства на ферритовых резонаторах. М.: Радио и связь. 1989.

[8] Седаков А.Ю.Методика расчета геометрической конфигурации ферритовых элементов волноводных переключателей бортовых РЛС КВЧ диапазона // Труды НГТУ. 2012. № 2 (95). С. 19-30.

[9] Зоммерфельд А.Электродинамика. М.: ИЛ. 1958.

[10] Kim H.D., Kirsanov I., Volobonev N.The new approach to designing W-band Y-junction circulator with small insertion loss // IEEE MTT-S Digest. 1988. P.637-639.

[11] Михалицын Е.А., Раевский А.С., Седаков А.Ю. Два подхода к решению краевых задач о резонансных и направляющих структурах с гиротропным заполнением // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2015. № 2. С. 33-41.

[12] Михалицын Е.А., Раевский А.С., Седаков А.Ю. Расчет и исследование дискретного спектра волн феррит-диэлектрического радиального волновода // Антенны. 2015. № 7. С. 70-78.

[13] Веселов Г.И., Раевский С.Б. Слоистые металлодиэлектрические волноводы. М.: Радио и связь. 1988.

[14] Малахов В.А., Раевский А.С., Раевский С.Б. О решении дисперсионных уравнений волн направляющих электродинамических структур на комплексных плоскостях волновых чисел // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2015. № 6. С. 1028-1038.

[15] Бажилов В.А.Расчет и исследование цилиндрических экранированных СВЧ и КВЧ колебательных систем на основе диэлектрических резонаторов. Дисс. - канд. техн. наук. Н. Новгород: НГТУ. 2007.

[16] Felsenand L.B., Marcuvitz N.Radiation and scattering of waves. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc. 1973.

[17] Микаэлян А.Л.Теория и применение ферритов на сверхвысоких частотах. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1963.

[18] Schloemann E.Microwave behavior of partially magnetized ferrites // J. Appl. Phys. 1970. V. 41. P. 204-214.

[19] Green J., Sandy F.Microwave characterization of partially magnetized ferrites // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 1974. V. 22. № 6. P. 641-645.