Введение к работе
Актуальность работы. Развитие техники СВЧ предопределяет комплекс все возраставших требований, предъявляемых к современным СВЧ устройствам. Усложняются условия, в которых работает СБЧ аппаратура, осваиваются новые диапазоны электромагнитных волн, значительно увеличивается широкополоснссть СЗЧ устройств, ужесточаются требования к их габаритам, повышаются требования к надежности устройств и расширенно их функциональных возможностей.
Одним из путей выполнения требований, предъявляемых к пассивным СЗЧ узлам антекно-фидерного тракта, является расширение исследований особенностей характеристик и возможностей практического применения в них отрезков линий передач сложной формы поперечного сечения, так как в этом случае реализуется комплекс преимуществ волноводов сложной формы поперечного сечения, позволяя создавать элементы и узлы СЗЧ тракта, превосходящие по своим параметрам их аналоги на прямоугольных и круглых волноводах.
Іозтому, несмотря на относительно больной объем исследований как теоретического, так и экспериментального характера, ' в вопросах разработки элементов и узлов волноводного тракта имеется еде много' проблем, решение которых представляется актуальным и может привести к дальнейшему совершенствованию элементов и узлов антенно-фидерного тракта.
d частности, актуальны разработка и совершенствование волноводных фильтрующих устройств (полосно-пропускавщих фильтров отражающего типа, фильтров гармоник, корректирующих устройств) как для корректировки формы АЧХ устройств специального назначения, так и для подавления отдельных гармоник распространяющегося по волноводному тракту сигнала.
Необходимость более интенсивного внедрения в широкую инженерную практику обусловила актуальность разработки эффективных методов расчета и оптимизации электрических параметров волноводов сложной формы поперечного сечения, приборов и устройств на их основе, например, методов регрессионного анализа и оптимального планирования, позволяющих сокращать затраты на их разработку и проектирование, а также сокращать
- J» -
сроки внедрения в производство.
Продолжает оставаться актуальной проблема разработки новых, оригинальных конструкций, не имеющих отечественных и зарубежных аналогов.
Цель исследований. Основной целью диссертационных исследований явилось теоретическое исследование и практическая реализация комплекта волноводных и коаксиально-волноводных фильтрующих устройств на отрезках линий передачи сложной формы поперечного сечения, отличающихся улучшенными электрическими параметрами.
Научная новизна, йпервые в диссертационной работе наиболее полно и последовательно внедрены методы теории планирования эксперимента для теоретических исследований и оптимизации электрических характеристик волиоведущих трактов сложной формы поперечного сечения и пассивных устройств на отрезках линий передач сложной формы поперечного сечения.
Теоретически и экспериментально показано, что в полосно--пропускающем фильтре отражавдего типа на отрезках линий передач сложной формы поперечного сечения для использования, в КВЧ диапазоне, могут быть низкие потери в полосе прозрачности и высокая крутизна частотной характеристики.
Предложена новая конструкция волноводного полосового фильтра с поглощением мощности, рассчитанного на работу на повышенные уровни модности, в которой с целью увеличения вносимого ослабления фильтра и улучшения входного согласования искусственно создаются добавочные потоки мощности для компенсации как отраженного на вход фильтра сигнала, так и распространяющегося через фильтр на частоте разделения.
Показана возможность использования согласованного виро-кополосного фильтрующего устройства с волноводами сложной конфигурации, для избирательного поглощения модности и корректиров ки АЧХ ЭВП на средних уровнях модности.
Научная и практическая значимость. Комплект фильтрувлих устройств передан на предприятия и используется для повышения качества работы волноводного тракта систем связи, для поглощения паразитных гармоник в спектре сигнала, разработанные в диссертации фильтрующие устройства использовались для измерения проводимости на 2d4.
Использование результатов исследований в практике ОКБ при
производственном объединении "Тантал", Центрального научно--исследовательского института измерительной аппаратуры, Ленинградского электротехнического института им. й.И. Ульянова-Ленина, Саратовского государственного педагогического института им. К.А.'Федина подтверждено соответствующими документами.
Внедрение методов теории планирования эксперимента для расчета электрических параметров волноводов сложной форма поперечного сечения и фильтрующих" устройств на их основе позволило сократить затраты машинного времени на их разработку и упростило практическую реализацию.
Проведенные с единых позиций исследования на различных структурах позволяют получить не только отдельные качественные данные, но и сделать ряд качественных выводов и.обобщений, облегчающих реализацию исследуемых структур.
Апробация диссертации. Материалы диссертации докладыва<-лись на Всесоюзном семинаре "Искажения и хоррекция сигналов в электронных приборах СйЧ" (Москва, 1908 г.). на Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио (Москва, 1987 г., 1989 г.), на республиканской научно-технической конференции "Методы и средства измерений в области ОМС" (Винница, 1987г.), на IX всесоюзном семинаре "Решение внутренних краевых задач электродинамики" (Ростов-на-1ону, 1986 г.), на научно-техническом семинаре "іЗолноводньїе системы и элементы" (Днепропетровск, 198і» г.), на Зсесоюзной конференции "Элементы и устройства СЗЧ волноводчых трактов" (Киев, ІГ82 г.), на Всесоюзной конференции "Перспективы развития техники СОЧ" (Киев, П80 г.), на научно-техническбм семинаре "Функциональные электродинамические системы и элементы" (Маратов, І9С8 г.), на .Зсесовзном научно-техническом семинаре "Математическое моделирование и создание JATP для расчета, анализа и синтеза антенных систем и их элементов (Ростов Зеликий, I960 г.), на областных научно-технических конференциях молодых ученых (Саратов, 1975, 1981 гг.), на Юбилейной научной конференции молодых ученых СГУ (Саратов, 1977 г.), на научных семинарах Саратовского государственного педагогического института, Московского института электронной техники, Таганрогского научно-исследовательского института связи, на Зсесоюзном семинаре "Со-
временные проблемы информатики, вычислительной техники к автоматизации (Москва, 1991 г.). на УІ Всесоюзной научно-практической конференции "Применение СіЗЧ энергии в технологических процессах и научных исследованиях" (Саратов, июнь 19Э1 г.)-
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 19 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Она изложена не 124 страницах, включая 34 страницы риоунков, 2 страницы таблиц. Список литературы включает 98 наименований.