THE HIGHER ORDER MODES IN THE OPEN RESONATOR WITH THE SEGMENT OF THE CIRCULAR WAVEGUIDE

Autor: T. N. Narytnik, M. E. Ilchenko, S. V. Denbnovetsky, I. K. Kuzmichev, A. V. May
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Radio Physics and Radio Astronomy, Vol 24, Iss 3, Pp 218-226 (2019)
ISSN: 2415-7007
1027-9636
0040-3644
DOI: 10.15407/rpra24.03.218
Popis: УДК 621.375.4 PACS number: 07.57.-c Предмет и цель работы: Исследование эффективности возбуждения волны TE 01 в отрезке круглого волновода, размещенного в центре одного из зеркал открытого резонатора, с помощью высшего колебания TEM 30q (в функциях Эрмита–Гаусса) и вырожденного колебания TEM* 11q . Методы и методология: Для определения эффективности возбуждения волны TE 01 в отрезке круглого волновода с помощью высших колебаний резонатора применяется коэффициент использования площади раскрыва зеркальных антенн. Нагруженные добротности полусферического открытого резонатора и резонатора с отрезком круглого волновода определяются по ширине резонансной кривой на уровне –3 дБ. Результаты: Установлено, что максимальная эффективность возбуждения волны TE 01 в круглом волноводе с помощью колебания TEM 30q составляет 0.121 при относительном значении радиуса круглого волновода, равном 0.993, а с помощью колебания TEM* 11q – 0.242 при том же значении радиуса. Если ограничиться возбуждением рассматриваемой волны с помощью центральной части колебания TEM* 11q , амплитудное распределение поля которой на зеркале открытого резонатора представляет собой два кольца, то максимальная эффективность возбуждения волноводной волны TE 01 вырастет до значения 0.954. Экспериментальные исследования выполнены в двухмиллиметровом диапазоне длин волн. В результате проведенных измерений установлено, что благодаря отрезку круглого волновода, размещенного в центре плоского зеркала, колебание ТЕМ30q преобразуется в колебание TEM* 11q , которое устойчиво существует в резонаторе при его перестройке. При этом наличие отрезка круглого волновода не приводит к уменьшению нагруженной добротности резонансной системы. Заключение: Предложенная в работе квазиоптическая резонансная система может быть использована в качестве высокоэффективного сумматора мощности в субтерагерцевом диапазоне частот. Ключевые слова: открытый резонатор, круглый волновод, эффективность возбуждения, сложение мощностей Статья поступила в редакцию 10.07.2019 Radio phys. radio astron. 2019, 24(3): 218-226 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Агранат M. Б., Ильина И. В., Ситников Д. С. Применение терагерцовой спектроскопии для дистанционного экспресс-анализа газов. Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55, № 6. С. 759–774. DOI: 10.7868/S0040364417060114 2. Hafez H. A., Chai X., Ibrahim A., Mondal S., Ferachou D., Ropagnol X., and Ozaki T. Intense terahertz radiation and their applications. J. Opt. 2016. Vol. 18, No. 9. id. 093004. DOI: 10.1088/2040-8978/18/9/093004 3. Yang Х., Zhao Х., Yang K., Liu Y., Fu W., and Luo Y. Biomedical Applications of Terahertz Spectroscopy and Imaging. Trends Biotechnol. 2016. Vol. 34, No. 10. Р. 810–824. DOI: 10.1016/j.tibtech.2016.04.008 4. Lyubchenko V. E., Yunevich E. O., Kalinin V. I., Kotov V. D., Radchenko D. E., and Telegin S. A. Active microstrip antennas and antenna arrays with field-effect transistors. Radioelectronics. 2015. Vol. 7, No. 1. Р. 3–14. DOI: 10.17725/rensit.2015.07.003 5. Bae J., Aburakawa Y., Kondo H., Tanaka T., and Mizuno K. Millimeter and submillimeter wave quasi-optical oscillator with Gunn diodes. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 1993. Vol. 41, No. 10. Р. 1851–1855. DOI: 10.1109/22.247932 6. Judaschke R., Hoft M., and Schunemann K. Quasi-optical 150-GHz power combining oscillator. IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett. 2005. Vol. 15, No. 5. Р. 300–302. DOI: 10.1109/LMWC.2005.847660 7. Дворников A. А., Уткин Г. М. О сложении мощностей многих автогенераторов. Радиотехника и электроника. 1974. Т. 19, № 3. С. 550–559. 8. Tyagi R. K. and Singh D. Quasi-optical resonator for power combining at W-band. Int. J. Infrared Milli. Waves. 1996. Vol. 17, Is. 2. Р. 385–391. DOI: 10.1007/BF02088161 9. Arkhipov A. V., Belous O. I., Bulgakov B. M., and Fisun A. I. Millimeter wave power combiner based on a halfopen resonator. Int. J. Infrared Milli. Waves. 2002. Vol. 23, Is. 3. P. 507–516. DOI: 10.1023/A:1015054124268 10. Kogelnik H. Coupling and convertion coefficients for optical modes. In: Quasi-Optics. Proceedings of the Sympo-sium on Quasi-Optics. (June 8-12, 1964, New York). Brooklyn, NY: Polytechnic Press, 1964. P. 333–347. 11. Кuzmichev I. K. Quasi-Optical Resonance Systems with Internal Inhomogeneities. Telecommun. Radio Eng. 2009. Vol. 68, No. 4. P. 299–317. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v68.i4.30 12. Menzel R. Photonics: Linear and Nonlinear Interactions of Laser Light and Matter. 2nd Edition, Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2007. 1024 p. ISBN 978-3-540-23160-8 13. Kuzmichev I. K. The probe diameter choosing for the investigation of the field distribution in the small aperture open resonator. Telecommun. Radio Eng. 2002. Vol. 58, No. 7-8. P. 59–63. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v58.i7-8.50
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: