Тонкий проводник со ступенчатым изломом в поперечном сечении прямоугольного волновода как простой отражатель

Abstract

Рассматриваются простые конфигурации реализуемых на практике устройств, вызывающих узкополосный резонанс полного отражения при помещении в поперечное сечение прямоугольного волновода – тонкие проводники со ступенчатым изломом, соединяющие две противоположные стенки волновода. Они образуют специального вида двухапертурные диафрагмы, которые можно расположить, например, между фланцами волновода. Резонансное явление, которое они вызывают, основано на интерференсном взаимодействии полей собственных колебаний диафрагмы с двумя L-образными апертурами. Частота и добротность резонанса отражения в пределах широкого диапазона управляются положением и высотой ступенчатого излома. Представлены ситуации, когда идеальный проводник со ступенчатым изломом обеспечивает резонанс с практически нулевой шириной полосы запирания. Такой нетривиальный волноводный 3D-объект, нагруженный на подводящие тракты, способен поддерживать собственные колебания без радиационных потерь. Приведены результаты численного моделирования и экспериментального исследования.

Розглядаються прості конфігурації реалізовуваних на практиці пристроїв, які призводять до появи вузькосмугового резонансу повного відбивання при розташуванні у поперечний переріз прямокутного хвилеводу – тонкі провідники зі ступінчастим зламом, що поєднують дві протилежні стінки хвилеводу. Вони утворюють спеціального виду двохапертурні діафрагми, які можна розташувати, наприклад, між фланцями хвилеводу. Резонансне явище, яке вони викликають, засновано на інтерференсній взаємодії полів власних коливань діафрагми з двома L-образними апертурами. Частота й добротність резонансу відбивання в межах широкого діапазону керуються положенням і висотою ступінчастого зламу. Представлено ситуації, коли ідеальний провідник зі ступінчастим зламом забезпечує резонанс із практично нульовою шириною полоси запирання. Такий нетривіальний хвилеводний 3D-об’єкт, що навантажено на підвідні тракти, здатен підтримувати власні коливання без радіаційних втрат. Наведено результати чисельного моделювання та експериментального дослідження.

The simple configurations of practically feasible rejection units placed in a rectangular waveguide cross-section are suggested. They are the thin stepped conductors, connecting the opposite waveguide walls. They form a kind of thin two-aperture irises easily placed, for example, between waveguide flanges. A rejection phenomenon is based on the interference interaction of the eigen oscillation fields of the iris with two L-shaped apertures. The rejection frequency and quality factor are controlled by the placement and the height of the conductor step over a wide range. The situation when a stepped perfect conductor provides the resonance of a nearly zero bandwidth is revealed. In other words, such a nontrivial 3D waveguide unit loaded on propagating wave-guides is able to support an eigen oscillation without radiation loss.