Метод анализа характеристик круглых многослойных волноводов на основе модели эквивалентных радиальных линий передачи

 

Э. Э. Малов, Ю. Е. Мительман
Институт радиоэлектроники и информационных технологий Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург

 

Статья поступила в редакцию  6 декабря 2016 г.

 

Аннотация.  Круглые многослойные волноводы часто используют как части различных устройств СВЧ и КВЧ диапазонов. Слоистая структура заполнения волновода позволяет более гибко настраивать и оптимизировать параметры устройства. В волноводе с неоднородно заполненным поперечным сечением можно получить критические частоты собственных волн, отличные от критических частот в полом волноводе. В настоящей статье описан новый способ получения дисперсионных характеристик радиально неоднородно заполненных круглых волноводов, основанный на применении условий поперечного резонанса в эквивалентных радиальных линиях передачи. Предлагаемый метод эффективен при составлении дисперсионных уравнений, так как он использует описание теории микроволновых цепей и рекуррентные выражения вместо прямого решения системы уравнений граничных условий.

Ключевые слова: круглый волновод, постоянная распространения, волновое число, коэффициент затухания, коэффициент фазы, неоднородная линия передачи.

Abstract. Circular multilayered waveguides are often used as parts of various devices of the microwave and EHF ranges. The layered structure of the filling of a waveguide allows more flexibility to configure and optimize the parameters of the device. In a waveguide with inhomogeneous cross section, one can obtain different cutoff frequencies of modes than the cutoff frequency of the hollow waveguide. This article describes a new method of obtaining the dispersion characteristics of radially inhomogeneous circular waveguides based on the use of conditions of the transverse resonance in equivalent radial transmission lines. The proposed method is effective for the preparation of the dispersion equations, as it uses the theory of microwave circuits and recursive expressions instead of directly solving the system of equations that are boundary conditions between layers.

Key words: circular waveguide, propagation constant, wave number, attenuation, phase constant, inhomogeneous transmission line.