Энергетические характеристики Т-образного сочленения прямоугольных волноводов с многоэлементной вибраторно-щелевой структурой связи

Abstract

На основании приближенного аналитического решения системы уравнений для токов обобщенным методом наведенных электромагнитодвижущих сил построена математическая модель Е-плоскостного Т-образного сочленения прямоугольных волноводов, имеющих трехэлементную вибраторно-щелевую структуру связи. Характерной особенностью модели является одновременный учет переменного вдоль осей монополей поверхностного импеданса и постоянного импеданса, распределенного на торце бокового полубесконечного волновода. Проведены многопараметрические исследования энергетических характеристик сочленения в одномодовом режиме работы волноводов, включая случай покрытия торца бокового волновода слоем метаматериала. Проанализирована возможность эффективного использования импедансных покрытий в качестве управляющих элементов деления мощности между выходными плечами волноводного сочленения.

На основі наближеного аналітичного розв’язку системи рівнянь для струмів узагальненим методом наведених електромагніторушійних сил побудовано математичну модель Е-площинного Т-подібного зчленування прямокутних хвилеводів з трьохелементною вібраторно-щілинною структурою зв’язку. Характерною особливістю моделі є одночасне врахування змінного уздовж осей монополів поверхневого імпедансу й сталого імпедансу, розподіленого на торці бічного напівнескінченного хвилеводу. Проведено багатопараметричні дослідження енергетичних характеристик зчленування в одномодовому режимі роботи хвилеводів, включаючи випадок покриття торця бічного хвилеводу шаром метаматеріалу. Проаналізовано можливість ефективного використання імпедансних покриттів як керуючих елементів розподілу потужності між вихідними плечами хвилевідного зчленування.

A mathematical model for E-plane T-junction of rectangular waveguides with a three-element vibrator-slot coupling structure was built using approximate analytical solutions of equations for induced currents by a generalized method of electro-magneto-motive forces. The distinctive feature of the model is the usage of variable surface impedance along the monopole axes and constant impedance, distributed over the end wall of the lateral semi-infinite waveguide. Multiparameter energy characteristics of the junction in the single-mode waveguides are presented including the case of metamaterial coating the end wall of the lateral waveguide. The possibility of efficient use of impedance coatings as control element for power division between the output waveguide junction arms is shown.