Введение
Глава.1. Постановка задачи и обзор литературных сведений 22
1.1. Анализ состояния 22
1.1.1. Начала открытия диэлектрических волноводов 22
1.1.2. Начала технических приложений 23
1.1.3. Динамика числа публикаций в последние годы 24
1.1.4. Новое направление в технике диэлектрических волноводов (ДВ) 24
1.2. Объект исследования 25
1.2.1. Обликовые признаки объекта 26
1.2.2. Динамика развития представлений о ПЭДВ 27
1.2.3. Многолетнее затишье в исследовании ПЭДВ 29
1.2.4. Патентный «бум» в области ПЭДВ и устройств на них 30
1.2.5. Состояние базы знаний в области ПЭДВ и устройств на них 32
1.3. Объекты проектирования 34
1.3.1. Классы функциональных узлов 34
1.3.2. Описание функциональных узлов на ПЭДВ 35
1.4.Выводы и анализ состояния проблемиы 36
Глава.2. Анализ проблемной области и формулировка концепции и гипотез исследования 37
2.1. Явления взаимодействия ДВ с анизотропной многомодовой диспергирующей средой 38
2.1.1. Описание технологии решения 38
2.1.2. Явления в системе «ДВ и неоднородная среда» 39
2.1.3. Необходимые свойства модели неоднородной среды 42
2.1.4. Матрица взаимодействий (MB) и ее свойства 43
2.1.5. MB и явления взаимодействия 46
2.2. Явления в регулярных ПЭДВ 49
2.2.1. Собственные волны и критические частоты 49
2.2.2. Замедление собственных волн и явления поляризационного вырождения 50
2.2.3. Поляризация полей собственных волн 51
2.2.4. Потери (затухание) основных волн 52
2.2.5. Явления вытекания и преобразования размерности волн 53
2.3. Явления на нерегулярных участках 54
2.3.1. Устройства с плавными нерегулярностями 55
2.3.2. Устройства с резкими нерегулярностями 55
2.3.3. Дискретные включения 56
2.3.4. Протяженные металлические включения 58
2.3.5. Планарные элементы: преобразования волн на краях 59
2.4. Связь близко расположенных ДВ 60
2.4.1. Распределенная связь в технике открытых ДВ 61
2.4.2. Возможности улучшения показателей качества узлов на ПЭДВ и ограничивающие факторы 62
2.4.3. Некоторые возможности преодоления противоречий 63
2.5. Резонансные явления 64
2.5.1. Полуэкранированные диэлектрические резонаторы (ДР) 64
2.5.2 Традиционные облики диэлектрических резонаторов и колебания в них 65
2.5.3. Специфические облики полуэкранированных ДР (ПЭДР) 69
2.5.4. Необходимо ли условие «запрсдельности»? 70
2.5.5. Вырождение собственных колебаний в ПЭДР и меры борьбы с ним71
2.6. Соединения на диэлектрических волноводах (ДС) 73
2.6.1. Уникальность свойств соединений на ОДВ 73
2.6.2. Физические обоснования свойств согласованности и направленности ДС 74
2.6.3. Сохранятся ли уникальные свойства соединений при введении проводящих пластин? 75
2.6.4. Можно ли создать согласованные и развязанные соединения на ПЭДВ? 76
2.6.5. Облики ПЭДС с произвольной топологией 79
2.7. Краткие выводы по главе 2 80
Глава.3. Параметрическое моделирование явлений, волноводов и узлов 81
3.1. Описание принятого в работе подхода 81
3.2. Критические условия и спектр волн в регулярном ПЭДВ 85
3.2.1. Критические условия по волнам ПлДВ 85
3.2.2. Критические условия по переотражению между пластин 86
3.2.3. Критические условия по волнам излучения 87
3.2.4. Области существования волн ПлДВ 89
3.2.5. Диапазоны рабочих частот волн ПЭДВ 89
3.3. Дисперсионные характеристики и структуры полей волн в ПЭДВ 94
3.3.1. Коэффициенты замедления рабочей волны в ПЭДВ 94
3.3.2. Коэффициенты замедления высших LHm\ волн в ПЭДВ 97
3.3.3. Коэффициенты замедления высших LH}n волн в ПЭДВ 97
3.3.4. Дисперсионные характеристики рабочей волны ПЭДВ 100
3.3.5. Эффективное замедление волн в ПЭДВ 105
3.4. Энергетические характеристики и затухание 110
3.4.1. Распределение потока энергии в сечении ПЭДВ 111
3.4.2. Эффективное сечение волноводов 113
3.4.4. Максимальные передаваемые мощности по электрическому пробою 116
3.4.5. Максимальные передаваемые мощности по тепловому пробою... 118
3.4.6. Поляризационное затухание 122
3.4.7. Омическое затухание 127
3.5. Распределенная связь ПЭДВ 135
3.6. Комплекс программ для моделирования и анализа устройств на ПЭДВ138
3.6.1. Современное состояние программных комплексов 138
3.6.2. Особенности применение баз данных 140
3.6.3. Пример реализации субмодуля 143
Глава 4. Экспериментальные исследования 146
4.1. Цели экспериментального исследования 146
4.2. Выбор технологии работы и диапазона частот 147
4.2.1. Обоснование выбора технологии работы 147
4.2.2. Обоснование выбора диапазона частот 148
4.3. Описание экспериментальной установки 149
4.4. Описание экспериментальных макетов 151
4.4.1. Установка (макет №1) для исследования полуэкранированных диэлектрических резонаторов 151
4.4.2. Комплект элементов (макет №2) для исследования полуэкранированных диэлектрических волноводов 152
4.4.3. Прецизионные элементы (макет №3) для исследовании ПЭД Ви ПЭДУ 153
4.5. Основные экспериментальные результаты 154
Глава 5. Выводы и рекомендации: новые возможности КВЧ функциональных узлов в технологии ПЭДВ 156
5.1. Проектная постановка задачи: от изменения облика к изменению области нехудших решений 156
5.2. Описание научной задачи на языке явлений и эффектов. 157
5.2.1. Возникновение токов проводимости и омические потери 158
5.2.2. Изменение распределений энергии и поляризационных потерь 158
5.2.3. Изменение замедлений волн и радиационных потерь 159
5.3. Параметрическая модель и ее возможности 159
5.4. Многокритериальный выбор типа волны 160
5.4.1 Выбор номера волны 160
5.4.2. Альтернативы выбора поляризации рабочей волны 161
5.4.3. Токи проводимости и омические потери 162
5.4.4. Токи поляризации и поляризационные потери 162
5.4.5. Модель внешней среды 164
5.4.6. Излучение в пространство между ПП 166
5.4.7. Обмен радиационного затухания на продольные габариты ФУ 168
5.5. Неизлучающие диэлектрические волноводы и резонаторы 169
5.5.1. Условия реализуемости явления «запирания излучения» 169
5.5.2. «Много вол новость» неизлучающих ПЭДУ 170
5.5.3. «Самофильтрация» нерабочей волы типа ЕН 171
5.6. Некоторые механизмы излучения из «неизлучающих узлов» 171
5.7. Краткие выводы по главе 5 172
Заключение 173
