Численное исследование дисперсионных характеристик цилиндрических спиральных линий и периодических решеток на их основе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведены численные исследования дисперсионных характеристик цилиндрических спиральных линий. Рассмотрены также одномерные и двумерные периодические решетки, образованные такими линиями. Использован метод собственных значений в сочетании с периодическими граничными условиями. Рассчитаны дисперсионные характеристики в области параметров, для которых условия применимости известных приближенных численно-аналитических методов анализа спиральных линий не выполняются. Получены дисперсионные характеристики первых двух собственных волн в одномерной и двумерной периодических решетках спиралей для разных величин фазовых сдвигов между периодами решетки. Показано, что основной тип волны в них является замедленной относительно осей линий волной с направлением вращения вектора поля, определяемым направлением намотки спирали.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Е. Банков

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sbankov@yandex.ru
Россия, Москва

В. И. Калиничев

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: sbankov@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Силин Р.А., Сазонов В.П. Замедляющие системы. М.: Сов. радио, 1966.
  2. Юрцев О.А., Рунов А.В., Казарин А.Н. Спиральные антенны. М.: Сов. радио, 1974.
  3. Силин Р.А. Периодические волноводы. М.: Фазис, 2002.
  4. Bankov S.E., Bugrova T.I. // Microwave Optical Technol. Lett. 1993. V. 6. № 13. P. 782.
  5. Банков С.Е., Фролова Е.В.// РЭ. 2023. T. 68. № 9. С. 835.
  6. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь. 1988.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Модель трехмерной цилиндрической спиральной линии.

Скачать (95KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Модель единичной ячейки линии (PML-слои не показаны).

Скачать (88KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Дисперсионные характеристики спиральной линии при Ds = 4 мм, Dw = 1 мм, p = 1 (1), 2 (2), 5 (3), 10 мм (4).

Скачать (65KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Дисперсионные характеристики спиральной линии при p = 5 мм, Dw = 1 мм, Ds = 10 (1), 8 (2), 6 (3), 4 мм (4).

Скачать (65KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Дисперсионные характеристики спиральной линии при p = 5 мм, Ds = 4 мм, Dw = 0.5 (1), 1 (2), 2 мм (3).

Скачать (76KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Мгновенное распределение амплитуды напряженности электрического поля поверхностной волны спирали в поперечной плоскости XOY на частоте 9.633 ГГц.

Скачать (75KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Дисперсионная характеристика спиральной линии в широком диапазоне частот (а) и в узкой окрестности запрещенной зоны (б) при p = 5 мм, Ds = 4 мм, Dw = 1 мм: прямая (1) и обратная волны (3) и соответствующие им встречные волны (2) и (4).

Скачать (91KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Фрагмент линейной периодической решетки спиральных линий.

Скачать (194KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Модель единичной ячейки для линейной периодической решетки спиральных линий.

Скачать (207KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Дисперсионные кривые для первой собственной волны в линейной решетке спиральных линий при δφy = 0° (1), 45° (2), 90° (3) и 180° (4): а – замедление относительно осей линий, б – полное замедление; штриховая кривая – дисперсия одиночной линии.

Скачать (134KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Дисперсионные кривые для второй собственной волны в линейной решетке спиральных линий при δφy = 0° (1), 45° (2), 90° (3), 180° (4): а – замедление относительно осей линий, б – полное замедление; светлые кружки на рис. (а) – точки перегиба.

Скачать (125KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Зависимости полного замедления первой (сплошные кривые) и второй (штриховые линии) собственных волн линейной решетки от частоты при δφy = 0° (а) и 180° (б). Светлые кружки на рис. (а) и (б) – точки перегиба.

Скачать (115KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Зависимость угла распространения основной волны относительно осей линий в линейной решетке от частоты при δφy= 0° (1), 45° (2), 90° (3), 180° (4).

Скачать (80KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Зависимости замедления основной волны линейной решетки вдоль осей линий от сдвига фазы между ними при f = 5 (1), 6 (2) и 7 ГГц (3); точками на кривых отмечены значения замедления при δφy = 0°, 15°, 30°, 45°, 90°, 135° и 180° (слева направо).

Скачать (85KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Фрагмент двумерно-периодической решетки спиральных линий.

Скачать (203KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Модель единичной ячейки двумерно-периодической решетки спиральных линий.

Скачать (191KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Дисперсионные кривые первой собственной волны в двумерной решетке при δφ = 0° (1), 45° (2), 90° (3) и 180° (4): а – замедление относительно осей линий, б – полное замедление; пунктирная кривая – дисперсия одиночной линии.

Скачать (134KB)
Метаданные
19. Рис. 18. Дисперсионные характеристики второй собственной волны в двумерной решетке спиральных линий при δφ = 0° (1), 45° (2), 90° (3), 180° (4): а – замедление относительно осей линий, б – полное замедление; светлые кружки на рис. (а) – точки перегиба.

Скачать (119KB)
Метаданные
20. Рис. 19. Зависимости полного замедления первой (сплошные кривые) и второй (штриховые) собственных волн двумерной решетки от частоты при δφ = 0° (а) и 180° (б); светлый кружок на рис. (а) – точка перегиба.

Скачать (113KB)
Метаданные
21. Рис. 20. Угол распространения основной волны относительно осей линий в зависимости от частоты в двумерной решетке при δφ= 0° (1), 45° (2), 90° (3) и 180° (4).

Скачать (75KB)
Метаданные
22. Рис. 21. Зависимости замедления основной волны двумерной решетки вдоль осей линий от сдвига фазы между ними при f = 6 (1), 7 (2) и 8 ГГц (3); точками на кривых отмечены значения замедления при δφy = 0°, 15°, 30°, 45°, 90°, 135° и 180° (слева направо).

Скачать (81KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024