Наблюдение возбуждения собственных мод в резонаторах поверхностной волны цилиндрической геометрии

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований резонаторов поверхностной волны K_a-диапазона, формируемых участками цилиндрических волноводов с однопериодической гофрировкой стенок. В рамках квазиоптического подхода и трёхмерного моделирования методом конечных разностей во временн'ой области проведён анализ электродинамических характеристик резонаторов указанного типа. Результаты теоретического анализа достаточно хорошо согласуются с экспериментально измеренными частотными зависимостями коэффициентов отражения, демонстрирующими существование поверхностных мод с различным числом продольных вариаций поля. Измеренные добротности и частоты указанных мод хорошо соответствовали расчётным. Для проведения «холодных» электродинамических тестов на основе метода трёхмерной печати изготовлены широкополосные волноводные преобразователи моды TE_{1, 0} стандартного прямоугольного волновода в моду TM_{0, 1} сверхразмерного цилиндрического волновода, которые имеют достаточно низкий уровень омических потерь при эффективности преобразования более 95% в диапазоне частот 34-40 ГГц.

На английском языке

Observation of excitation of eigenmodes in surface-wave resonators having the cylindrical geometry

Zaslavsky V.Yu., Proyavin M.D., Sobolev D.I., Zheleznov I.V., Malkin A.M., Sergeyev A.S., Kotomina V.E., Orlovsky A.A. and Ginzburg N.S.

We present the results of the theoretical and experimental studies of the surface-wave K_a-band resonators which are formed by sections of cylindrical waveguides with single-period wall corrugations. The electrodynamic characteristics of such resonator cavities are analysed within the quasioptical approach and the three-dimensional simulation by the time-domain finite-difference method. The results of the theoretical analysis agree quite well with the experimentally measured frequency dependences of the reflection coefficients, which demonstrate the existence of surface modes with different numbers of longitudinal field variations. The measured Q-factors and frequencies of the above-specified modes corresponded well to the calculated values. In order to perform "cold" electrodynamic tests, wideband waveguide converters of the TE_{1, 0} mode of the standard rectangular waveguide to the TM_{0, 1} mode of an oversized cylindrical waveguide, which have a sufficiently low level of the Ohmic loss at the conversion efficiency exceeding 95% in the 34-40 GHz frequency range, were manufactured by the the 3D printing method.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2023_66_01_21

Пример ссылки для цитирования:

Заславский В.Ю., Проявин М.Д., Соболев Д.И., Железнов И.В., Малкин А.М., Сергеев А.С., Котомина В.Е., Орловский А.А., Гинзбург Н.С. Наблюдение возбуждения собственных мод в резонаторах поверхностной волны цилиндрической геометрии // Изв. вузов. Радиофизика. 2023. Т. 66, № 1. C. 21–31.