Глава
Анализ свойств антенн на основе синхронных спиралей в качестве замедляющих структур
В статье рассматривается возможность использования синхронных спиралей в качестве замедляющих систем. Дано физическое объяснение режимов работы синхронной спиральной антенны.
В статье выполняется анализ дисперсионных свойств синхронных спиралей в целях выявления новых качественных характеристик. Приводится сопоставление работы синхронной спирали в режиме прямой и обратной волны, а также с нормальной и аномальной дисперсией. На базе предложенных в работе подходов выводятся расчетные соотношения для получения характерных диаграмм направленности антенн на основе синхронных спиралей.
В статье рассматривается возможность использования синхронной спиральных излучателей в устройствах мониторинга сетей сотовой связи. Проводится анализ свойств, расчет параметров и конструкция такого устройства, применяемого для полигонных испытаний при измерениях параметров сетей сотовой связи на местности.
Проведен обзор физических и конструктивно-технологических особенностей устройств на замедляющих системах с аномальной дисперсией. Рассмотрены причины возникновения и возможные способы управления частотной дисперсией в спиральных системах с помощью продольно-проводящего экрана и экрана с емкостной проводимостью в азимутальном направлении. Отмечена возможность получения аномальной дисперсии с помощью связанных замедляющих систем с противофазным возбуждением, которые обеспечивают не только дополнительное замедление, но и разделение электрической и магнитной энергии волны в поперечном сечении. На основе выполненного обзора показано, что создание конструкций замедляющих систем с аномальной дисперсией является перспективным способом уменьшения продольных размеров устройств при сохранении их электродинамических характеристик и параметров. При этом с ростом частоты колебаний фазовая скорость волны увеличивается при сохранении электрической длины структуры, а наличие замедления позволяет сократить геометрическую длину устройства в целом.
Проведен анализ СВЧ-приборов на основе мультипольных электронных линз – кольцевых электродинамических структур, использующих резонансные отрезки замедляющих систем. Показана возможность создания на этой основе малошумящего усилителя и умножителя СВЧ, в которых обеспечивается длительное взаимодействие электронного пучка с поперечно-протяженным электромагнитным полем и непрерывным отбором энергии.
Развита линейная теория дискретного взаимодействия электронных потоков и электромагнитных волн в замедляющих системах (ЗС), основанная на применении уравнений возбуждения ЗС в конечных разностях. Входящий в эти уравнения локальный импеданс связи характеризует интенсивность поля, возбуждаемого электронным потоком в зазорах взаимодействия, и имеет ограниченную величину на частотах отсечки ЗС. Теория единым образом описывает электронно-волновое взаимодействие в полосах пропускания и запирания ЗС без использования эквивалентных схем, что позволяет рассмотреть процессы вблизи частот отсечки и переход от черенковского механизма взаимодействия в лампе бегущей волны к клистронному механизму при переходе в полосы запирания ЗС. Рассмотрены особенности уравнений дискретного волнового взаимодействия в псевдопериодических ЗС.
III Всероссийская научно-техническая конференция "Проблемы СВЧ электроники" им. В.А. Солнцева 2017 проводится Московским институтом электроники и математики им. А.Н.Тихонова Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» совместно с компанией KEYSIGHT Technologies при участии Издательского дома «Медиа-Паблишер».
Конференция посвящена фундаментальным и прикладным проблемам вакуумной и плазменной, твердотельной и полупроводниковой электроники СВЧ, рассматривавшимся в разных аспектах на заседаниях Всероссийского научного семинара «Проблемы электроники по методам СВЧ электроники» и Всероссийского научного семинара «Электродинамика периодических и нерегулярных структур», начиная с 1973 года. На конференции заслушаны приглашенные обзорные доклады, оригинальные сообщения о новых результатах исследований и разработок в виде устных и стендовых докладов, а также обсуждены актуальные вопросы теории и технических аспектов разработки и применения вакуумных и плазменных, твердотельных и полупроводниковых приборов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов.
Программа работы Всероссийской научно-технической конференции распределена по следующим направлениям: вакуумные и плазменные электронные СВЧ генераторы и усилители твердотельные и полупроводниковые приборы СВЧ специализированные электродинамические структуры (замедляющие системы, метаматериалы, трансформаторы мод) пассивные СВЧ-устройства, антенны и фазированные антенные решетки технологии и материалы СВЧ электроники метрология и измерения на СВЧ применение приборов и устройств СВЧ электроники В рамках конференции заслушаны выступления ведущих специалистов в области СВЧ электроники, представляющих высшие учебные заведения, научно-исследовательские институты и предприятия, государственные и частные фирмы и компании.